光释光探测系统的仿真与实验研究

论文摘要

光释光（Optically Stimulated Luminescence,简称OSL）是在二十世纪初期由Przibram等人首次发现的,并逐渐取代传统的热释光（TL）技术,目前广泛应用在地质样品探测与考古测年领域。近年来随着我国在考古学、医学剂量、环境剂量、个人剂量等诸多领域OSL探测技术应用的不断拓展,对辐射剂量探测技术提出了更高的要求,因此对OSL剂量测量技术进行深入研究具有广阔的应用前景。本论文针对环境中辐射剂量的测量需求,在大量检索国内外相关文献的基础上,介绍了光释光探测技术的基本原理,分析了光释光材料的基本特性,根据项目需求选取了Al2O3:C为光释光探测材料,确定了光释光荧光探测系统的原理方案。搭建了实验系统,利用高灵敏度光纤光谱仪测量了Al2O3:C的荧光光谱曲线,并通过对光谱曲线的数据分析,得到了Al2O3:C材料激发出荧光光谱的中心波长为414.9nm,验证了光释光强度随时间的指数衰减关系。实验测量了Al2O3:C材料的光谱吸收效率,利用光学仿真软件ASAP对设计的探测原理方案进行了仿真模拟,分别建立了光释光荧光探测系统中的主要光学部件,如激光器、光纤、光纤耦合器以及探测器的仿真模型并进行了仿真计算,分析了各部件主要技术指标对仿真结果的影响;对于探测模块,得到了在相同条件下,激发光垂直入射的方案相对以一定角度入射的方案探测效果更好,且光斑大小以及能量分布更好控制的结论;计算了光释光材料Al2O3:C荧光光功率大小,为光电探测器的选择和后续信号处理电路的设计提供了可靠依据;计算了利用光纤传输荧光过程的衰减系数,为远距离剂量探测设计提供了参考数据。通过仿真实验验证了所设计光释光剂量探测系统的可行性,为后续的进一步实验设计提供了理论指导。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 罗丽娜

导师: 曾延安

关键词: 光释光,光谱测量,碳化三氧化二铝,荧光强度,辐射剂量

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华中科技大学

分类号: O439

总页数: 70

文件大小: 3350K

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