Page 34 - 网络电信2020年9月刊下

图5 干涉滤光片和吸收滤光片的透射率曲线 图6 光释光荧光强度随时间的变化曲线

号为BG3，2mm厚）一方面衰减反射激发光强度，另一方面避免 加，激发态原子退激的速度越来越快，所以随着时间的推移光
被干涉滤光片反射回来的激发光在两个干涉滤光片之间来回反 释光荧光的强度（正比于激发态原子的数量）达到最大值，然
射，滤光片组的使用同时解决了干涉滤光片不能紧邻叠加使用 后开始下降。该过程中荧光强度可由式（1）描述，其中I(t)是
和大厚度吸收滤光片荧光透过率低的问题，所用干涉滤光片和 时刻t的荧光强度，参数A、p、λ与激发光的强度等参数有关：
吸收滤光片的透过率曲线如图5所示（吸收滤光片仅考虑0°入
射的内部透射率，未考虑表面的反射）；光电倍增管的光阴极 (1)
有效直径为8mm，材料为超级双碱，峰值灵敏波长为400nm， 开始照射样品后500ms内的光释光荧光强度，以及采用式
-1
实测本底计数率不超过10s ；信号处理电路用于光电倍增管 （1）进行拟合的拟合结果如图7所示，可见试验数据与理论预
输出的单光子脉冲的放大、甄别和整形，输出固定脉冲宽度 测符合得很好。
（10ns）的TTL信号；计数器按照给定逻辑和触发条件进行脉冲 图7 激发光开始照射时荧光强度随时间的变化曲线
计数；脉冲发生器输出三个具有相对延时的脉冲信号，用于实
现激光器、快门和计数器的同步。

三、辐射探测系统特性
1、荧光强度随时间的变化曲线
将激光器的输出频率设置为4kHz（每个周期250μs），激
光器早于快门和计数器15s启动，快门的开启时间设置为4s，计
数器与激光器通过脉冲发生器实现同步，且计数器开始计数的
时刻略早于激光脉冲几个微秒以确保激光脉冲都位于每个系统
周期（250μs）的前几个微秒内，计数器开始计数后每隔50μs
给出该时间间隔内的计数值。测量结束后从计数器开始计数的
时刻开始，计算每1ms时间间隔内的荧光计数。由于激光脉冲存
在时本底荧光非常强，所以采用了脉冲光释光技术来显著减小
本底荧光的贡献，即忽略计数器在每个250μs周期内的第一个
当停止照射样品后，激发态原子的数量不再增加，随着激
计数，也就是激光脉冲所在的那个50μs内的计数（注：本文后
发态原子的退激，光释光强度逐渐减小为0。停止照射样品后1s
续所有荧光计数的计算都将忽略计数器在每个250μs系统周期 内的光释光荧光强度随时间的变化曲线如图8所示，可采用式
60
内的第一个计数，后文不再赘述）。将光释光探测器放在 Co辐
（2）进行拟合：
射场中辐照约1Gy累积剂量后进行测量，测得光释光荧光强度随 -λ1·t -λ2·t
I(t)=A 1 ·e +A 2 ·e (2)
时间的变化曲线如图6所示。
式中：λ1的倒数就是激发态原子（光释光荧光）的寿
激发光开始照射样品后，被陷阱能级俘获的电子不断被激
命；λ2来源于被浅能级俘获的电子热激发后形成的荧光（即磷
发至导带，然后与复合中心复合形成激发态，激发态原子的数
光）。采用式（2）进行拟合得到的荧光寿命约为36.0ms，与文
量从0开始逐渐增加。激发态原子在积累的同时通过发射光释
献［13］所给出的测量值35.2ms一致。
光荧光退激，单位时间内退激的激发态原子数量与激发态原子
2、激发光功率影响
的总数量成正比。由于被陷阱能级俘获的电子不断被释放，激
将激光器的输出频率设置为4kHz，激光器早于快门和计数
发态原子的产生速度不断下降，同时随着激发态原子数量的增
器15s启动，快门的开启时间设置为100s，计数器每隔50μs给
网络电信 二零二O年九月 53