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OTDR采用30次的平均次数。 图 2 1310nm 波长时 3 类光纤在 6h 的辐射后与辐射前测量的 OTDR 曲线
图 1 分布式辐射传感的实验装置
纤以一定的斜率连续衰减，这表明光纤在受到稳定剂量率的辐
射时光功率沿光纤线性衰减。结合各段光纤受到的辐射剂量得
2.实验系统和设置 知，光纤折线的斜率随着接受到的辐射剂量的增加而增加，这
实验系统的结构示意图如图1所示。为了获得分布式辐射传 意味着光纤受到辐射剂量率越大则衰减的速度越快。
感的光纤样品衰减系数，实验将三类光纤制备成940m长的三芯 另外我们在每两段光纤的相邻处都可以看到明显的转折
光缆，随后将该光缆分为连续的6段，每段长度分别为：500m、 点，转折点的产生是由于两端的光纤受到不同辐射剂量率辐照
260m、120m、30m、20m和10m。各段光缆缠绕成直径为50cm的光 导致的。
纤束，并一致面向Co-60辐射源的方向放置，统一放置于离地面 通过对每段光纤的OTDR曲线进行分析，我们可以获得各段
50cm处以降低剂量误差带来的影响。 光纤的RIA。以图2（a）中甲类光纤为例，当辐射剂量从240Gy
表 2 具体辐射参数 增加到54000Gy时，测得的RIA由4.2dB/km增加到约280.4dB/
km，具体数据如表2所示。
三、实验结果分析
1.伽马辐射对于不同掺杂光纤RIA的影响
辐射剂量率为40Gy/h，辐射时长6h的第一段光缆上光纤RIA
与辐射剂量关系如图3所示。实验中每隔30min测试一次光纤的
RIA，结果表明：随着辐射时长的增加，光纤的RIA线性增加；
在剂量<240Gy辐照下，3类光纤的RIA效应明显，甲、乙、丙3
类光纤的RIA与辐射剂量呈线性相关，通过线性拟合并根据光纤
光缆由近到远依次放置在距离辐射源30cm、75cm、105cm、 上的光功率损耗情况可以估算出沿光纤的辐射剂量；相比乙类
140cm、240cm和500cm处，各处的辐射强度通过测试场地的标准 光纤（普通掺锗光纤），丙类光纤（纯二氧化硅光纤）表现出
辐射剂量表读出，其误差标准小于5%。具体辐射参数如表2所 较强RIA抗性；甲类光纤（Ge、F共掺纤芯，F掺杂包层）与另外
示，最大和最小剂量率分别约为9000Gy/h和40Gy/h。辐射总时 乙、丙2类光纤相比，其RIA与辐射剂量函数的拟合曲线的斜率
长为6h，最大累积剂量为54kGy。 值是最小的，这意味3类光纤中甲类光纤具有最强的辐射致损耗
为了消除OTDR测试死区对实验结果的影响，我们将长度为 抗性，这一现象使得在相同的OTDR测量动态范围内，甲类光纤
1km的标准单模光纤放置于实验光缆前，并通过30m长的标准单 可以实现更远距离的分布式光纤传感；3类光纤对辐射具有不同
模光纤跳线相连。实验每30min测量一次波长在1310nm，1550 的RIA灵敏度，这一现象表明，通过选择光纤种类可以实现在不
nm和1625nm下光纤的RIA。 同灵敏度要求下的辐射传感。
图 3 在 1310nm、1550nm 和 1625nm 波长下第一段光缆上光纤 RIA 与辐射剂量的关系
二、实验结果
OTDR 测量曲线代表着光功率沿光纤样品的衰减情况，甲、
乙、丙3类光纤在1310nm处辐射前和辐射6h后的OTDR曲线如图2
所示。6h辐射后，乙、丙类光纤中光功率损耗超出了在最大脉
宽10ns、测量时长30s、测试光波长1310nm下的OTDR动态范围
（即15dB），甲类光纤还能在该OTDR的动态范围内进行940m长
度上的光功率分布测量。
从图2（a）中可以观察到，光纤在6种不同辐射剂量下的
OTDR曲线表现为层次分明的6段。每段折线中，光功率沿该段光 2.波长对光纤的分布式辐射传感的影响
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