JP2000137122A - プラスチックシンチレーションファイバ - Google Patents
プラスチックシンチレーションファイバInfo
- Publication number
- JP2000137122A JP2000137122A JP10325950A JP32595098A JP2000137122A JP 2000137122 A JP2000137122 A JP 2000137122A JP 10325950 A JP10325950 A JP 10325950A JP 32595098 A JP32595098 A JP 32595098A JP 2000137122 A JP2000137122 A JP 2000137122A
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- fluorescent agent
- light
- core
- fiber
- cladding
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 クロストークの発生を防止し、しかも、検出
効率の低下を伴わないシンチレーションファイバを提供
する。を提供する。 【解決手段】 シンチレーション光を長波長側に変換す
る第１の蛍光剤、第１の蛍光剤の放出光を更に長波長側
に変換する第２の蛍光剤を含有するコア、屈折率がコア
よりも小さく、かつ、第１の蛍光剤の放出光を長波長に
変換する第３の蛍光剤を含有する内側クラッドと、屈折
率が内側クラッドよりも小さく、かつ、第３の蛍光剤を
含有する外側クラッドから構成する。
効率の低下を伴わないシンチレーションファイバを提供
する。を提供する。 【解決手段】 シンチレーション光を長波長側に変換す
る第１の蛍光剤、第１の蛍光剤の放出光を更に長波長側
に変換する第２の蛍光剤を含有するコア、屈折率がコア
よりも小さく、かつ、第１の蛍光剤の放出光を長波長に
変換する第３の蛍光剤を含有する内側クラッドと、屈折
率が内側クラッドよりも小さく、かつ、第３の蛍光剤を
含有する外側クラッドから構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射放射線によっ
て局所的に生じたシンチレーション光を伝送する放射線
検出用のプラスチックシンチレーションファイバに関す
るものである。
て局所的に生じたシンチレーション光を伝送する放射線
検出用のプラスチックシンチレーションファイバに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバのコア部材をシンチレータ材
で置換して、入射放射線によって局所的に生じたシンチ
レーション光を伝送するようにしたシンチレーションフ
ァイバは、放射線検出用の光ファイバセンサとして種々
の分野で用いられにようになってきている。このような
シンチレーションファイバとしては、コア材としてポリ
スチレン、クラッド材としてポリメチルメタクリレート
（以下、ＰＭＭＡと略称する）を用いたプラスチックシ
ンチレーションファイバが一般に使用されている。この
場合、入射放射線がコアを通過すると、波長が約３００
ｎｍの紫外域のシンチレーション光を生ずるが、そのま
まの波長域では強い自己吸収を受けるので、そのシンチ
レーション光を吸収し、長波長側に波長変換する蛍光剤
（第１の蛍光剤）をファイバコア内に含有させている。
また、かかる蛍光剤の放出光を更に長波長側に変換する
第２の蛍光剤を含有させることも知られている。
で置換して、入射放射線によって局所的に生じたシンチ
レーション光を伝送するようにしたシンチレーションフ
ァイバは、放射線検出用の光ファイバセンサとして種々
の分野で用いられにようになってきている。このような
シンチレーションファイバとしては、コア材としてポリ
スチレン、クラッド材としてポリメチルメタクリレート
（以下、ＰＭＭＡと略称する）を用いたプラスチックシ
ンチレーションファイバが一般に使用されている。この
場合、入射放射線がコアを通過すると、波長が約３００
ｎｍの紫外域のシンチレーション光を生ずるが、そのま
まの波長域では強い自己吸収を受けるので、そのシンチ
レーション光を吸収し、長波長側に波長変換する蛍光剤
（第１の蛍光剤）をファイバコア内に含有させている。
また、かかる蛍光剤の放出光を更に長波長側に変換する
第２の蛍光剤を含有させることも知られている。
【０００３】かかるシンチレーションファイバを多数本
重ねて端面から発光を観測するような場合、コア内に生
じたシンチレーション光、とりわけ、第１の蛍光剤によ
る放出光がクラッドを通過して個々のファイバから漏
れ、隣接するファイバのコアに含まれる第２の蛍光剤を
励起して、クロストークが生じ、分解能が低下するとい
う問題が生ずる。そのため、通常クラッドの外側にＥＭ
Ａと呼ばれる白色又は黒色の迷光吸収層を設け、シンチ
レーション光を吸収させているが、ＥＭＡによる伝送損
失が大きく、検出効率を２０〜４０％低下させてしまう
場合がある。一方、クロストークを防止するためには、
クラッドを厚くすることも考えられるが、クラッドを厚
くすると相対的にコアの厚さが薄くなり、コアの断面積
が小さくなり、光量が低下するので実用的ではない。
重ねて端面から発光を観測するような場合、コア内に生
じたシンチレーション光、とりわけ、第１の蛍光剤によ
る放出光がクラッドを通過して個々のファイバから漏
れ、隣接するファイバのコアに含まれる第２の蛍光剤を
励起して、クロストークが生じ、分解能が低下するとい
う問題が生ずる。そのため、通常クラッドの外側にＥＭ
Ａと呼ばれる白色又は黒色の迷光吸収層を設け、シンチ
レーション光を吸収させているが、ＥＭＡによる伝送損
失が大きく、検出効率を２０〜４０％低下させてしまう
場合がある。一方、クロストークを防止するためには、
クラッドを厚くすることも考えられるが、クラッドを厚
くすると相対的にコアの厚さが薄くなり、コアの断面積
が小さくなり、光量が低下するので実用的ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解消し、クロストークの発生を防止することができ、
しかも、検出効率の低下を伴わないシンチレーションフ
ァイバを提供することを課題とするものである。
を解消し、クロストークの発生を防止することができ、
しかも、検出効率の低下を伴わないシンチレーションフ
ァイバを提供することを課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、クラッド層を内外
２層のマルチクラッド構成とし、それぞれに波長変換蛍
光剤を含有させればよいことを見出し、本発明を完成す
るに至った。
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、クラッド層を内外
２層のマルチクラッド構成とし、それぞれに波長変換蛍
光剤を含有させればよいことを見出し、本発明を完成す
るに至った。
【０００６】即ち、本発明によれば、シンチレーション
光を長波長側に変換する第１の蛍光剤と、該第１の蛍光
剤の放出光を更に長波長側に変換する第２の蛍光剤とを
含有するコアと、屈折率が該コアよりも小さく、かつ、
該第１の蛍光剤の放出光を長波長に変換する第３の蛍光
剤を含有する内側クラッドと、屈折率が該内側クラッド
よりも小さく、かつ、該第３の蛍光剤を含有する外側ク
ラッドとからなることを特徴とするプラスチックシンチ
レーションファイバが提供される。
光を長波長側に変換する第１の蛍光剤と、該第１の蛍光
剤の放出光を更に長波長側に変換する第２の蛍光剤とを
含有するコアと、屈折率が該コアよりも小さく、かつ、
該第１の蛍光剤の放出光を長波長に変換する第３の蛍光
剤を含有する内側クラッドと、屈折率が該内側クラッド
よりも小さく、かつ、該第３の蛍光剤を含有する外側ク
ラッドとからなることを特徴とするプラスチックシンチ
レーションファイバが提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のプラスチックシンチレー
ションファイバのコア材としてはポリスチレン、アクリ
ルなどの、通常プラスチック光ファイバのコア材として
使用されるポリマーが使用される。更に、コアは、第１
及び第２の２種類の蛍光剤を含有していることが必要で
ある。なぜなら、第１の蛍光剤のみでは、その発光波長
がコア内での吸収が大きい波長であるため、伝送ロスが
大きく、ファイバ端面から希望する光量が得られないか
らである。
ションファイバのコア材としてはポリスチレン、アクリ
ルなどの、通常プラスチック光ファイバのコア材として
使用されるポリマーが使用される。更に、コアは、第１
及び第２の２種類の蛍光剤を含有していることが必要で
ある。なぜなら、第１の蛍光剤のみでは、その発光波長
がコア内での吸収が大きい波長であるため、伝送ロスが
大きく、ファイバ端面から希望する光量が得られないか
らである。
【０００８】ここで、コアに含有するシンチレーション
光を長波長側に変換する第１の蛍光剤としては、例え
ば、約３００ｎｍの波長の紫外域シンチレーション光を
約３４０ｎｍの紫外線に変換するＤＰＯ（２，５−ジフ
ェニルオキサゾル）などが挙げられ、該第１の蛍光剤の
放出光（例えば、波長約３４０ｎｍの紫外線）を更に長
波長側に（例えば、波長４３０ｎｍの可視光）に変換す
る第２の蛍光剤としては、ＰＯＰＯＰ（１，４−ビス
〔２−（５−フェニルオキサゾル）〕ベンゼン）などが
挙げられる。
光を長波長側に変換する第１の蛍光剤としては、例え
ば、約３００ｎｍの波長の紫外域シンチレーション光を
約３４０ｎｍの紫外線に変換するＤＰＯ（２，５−ジフ
ェニルオキサゾル）などが挙げられ、該第１の蛍光剤の
放出光（例えば、波長約３４０ｎｍの紫外線）を更に長
波長側に（例えば、波長４３０ｎｍの可視光）に変換す
る第２の蛍光剤としては、ＰＯＰＯＰ（１，４−ビス
〔２−（５−フェニルオキサゾル）〕ベンゼン）などが
挙げられる。
【０００９】本発明のプラスチックシンチレーションフ
ァイバは、クラッドが２層構造をとり、コアの屈折率を
ｎ１、内側クラッドの屈折率をｎ２、外側クラッドの屈
折率をｎ３としたとき、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３なる関係を満
足する必要があり、この関係式を満たさない場合は、光
量が低下し、検出効率が悪化するので不適当である。ま
た、クラッドを２層構造としたことにより、コアとクラ
ッド間の屈折率の差を大きくすることができ、クラッド
を１層とした場合と比較して、得られる光量が大きい。
ァイバは、クラッドが２層構造をとり、コアの屈折率を
ｎ１、内側クラッドの屈折率をｎ２、外側クラッドの屈
折率をｎ３としたとき、ｎ１＞ｎ２＞ｎ３なる関係を満
足する必要があり、この関係式を満たさない場合は、光
量が低下し、検出効率が悪化するので不適当である。ま
た、クラッドを２層構造としたことにより、コアとクラ
ッド間の屈折率の差を大きくすることができ、クラッド
を１層とした場合と比較して、得られる光量が大きい。
【００１０】このような関係を満足する上で、内側クラ
ッド材としてはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）
などが、また、外側クラッド材としてはフッ素樹脂など
が用いられる。また、２層のクラッドは、２層のクラッ
ドに含まれる第１の蛍光剤の放出光を長波長に変換する
第３蛍光剤による各層でのクロストーク防止効果を得る
ため、いずれも第３の蛍光剤を含有していることが必要
である。また、クラッドを２層構造とし、さらに、各ク
ラッドに蛍光剤を含有させたことにより、コア内部で発
生した第１蛍光剤の放出光は、内側クラッド内の蛍光剤
に吸収され、その放出光が一部外側クラッドとの境界で
全反射し、この光が利用できるので、クラッドに蛍光剤
を含有させない場合と比較して、得られる光量が大き
い。つまり、２層クラッド構成とし、各クラッドに第３
の蛍光剤を含有させたことにより、クロストーク防止と
十分な光量の確保の両方が達成できたのである。
ッド材としてはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）
などが、また、外側クラッド材としてはフッ素樹脂など
が用いられる。また、２層のクラッドは、２層のクラッ
ドに含まれる第１の蛍光剤の放出光を長波長に変換する
第３蛍光剤による各層でのクロストーク防止効果を得る
ため、いずれも第３の蛍光剤を含有していることが必要
である。また、クラッドを２層構造とし、さらに、各ク
ラッドに蛍光剤を含有させたことにより、コア内部で発
生した第１蛍光剤の放出光は、内側クラッド内の蛍光剤
に吸収され、その放出光が一部外側クラッドとの境界で
全反射し、この光が利用できるので、クラッドに蛍光剤
を含有させない場合と比較して、得られる光量が大き
い。つまり、２層クラッド構成とし、各クラッドに第３
の蛍光剤を含有させたことにより、クロストーク防止と
十分な光量の確保の両方が達成できたのである。
【００１１】本発明のプラスチックシンチレーションフ
ァイバは、円形以外に三角形、四角形等の任意の形状を
とることができる。また、クラッド全体の厚さは、コア
の直径の１〜１０％、特に好ましくは２〜３％が適当で
あり、光量を大きくする上で、クラッド全体の厚さはで
きるだけ薄くするのが望ましい。内側クラッドと外側ク
ラッドの厚さの比は、１：１〜２：１の範囲内であるこ
とが、クロストークを防止する上で好ましい。第１の蛍
光剤、第２の蛍光剤及び第３の蛍光剤の添加量は、コア
材、クラッド材の種類、コアの直径、クラッドの厚さ、
入射エネルギーの種類、ファイバ長、コストなどに応じ
て、最適の光量、クロストーク防止効果が得られるよう
に調節する。
ァイバは、円形以外に三角形、四角形等の任意の形状を
とることができる。また、クラッド全体の厚さは、コア
の直径の１〜１０％、特に好ましくは２〜３％が適当で
あり、光量を大きくする上で、クラッド全体の厚さはで
きるだけ薄くするのが望ましい。内側クラッドと外側ク
ラッドの厚さの比は、１：１〜２：１の範囲内であるこ
とが、クロストークを防止する上で好ましい。第１の蛍
光剤、第２の蛍光剤及び第３の蛍光剤の添加量は、コア
材、クラッド材の種類、コアの直径、クラッドの厚さ、
入射エネルギーの種類、ファイバ長、コストなどに応じ
て、最適の光量、クロストーク防止効果が得られるよう
に調節する。
【００１２】本発明のプラスチックシンチレーションフ
ァイバによれば、例えば、放射線などによりコア成分
（例えば、ポリスチレン）が波長３００ｎｍの紫外線を
発光し、コア内において、第１の蛍光剤がそれを吸収し
て約３４０ｎｍの波長の紫外線に変換した場合、この波
長約３４０ｎｍの紫外線は、第２の蛍光剤により一部が
長波長（例えば、波長約４３０ｎｍの可視光）側に変換
されるが、コア内で完全に吸収されない一部が、コアを
通過して内側クラッドへ到達する。内側クラッド内にも
第３の蛍光剤が含まれているので、波長約３４０ｎｍの
紫外線は、内側クラッド内でも可視光に変換される。
ァイバによれば、例えば、放射線などによりコア成分
（例えば、ポリスチレン）が波長３００ｎｍの紫外線を
発光し、コア内において、第１の蛍光剤がそれを吸収し
て約３４０ｎｍの波長の紫外線に変換した場合、この波
長約３４０ｎｍの紫外線は、第２の蛍光剤により一部が
長波長（例えば、波長約４３０ｎｍの可視光）側に変換
されるが、コア内で完全に吸収されない一部が、コアを
通過して内側クラッドへ到達する。内側クラッド内にも
第３の蛍光剤が含まれているので、波長約３４０ｎｍの
紫外線は、内側クラッド内でも可視光に変換される。
【００１３】ここで発光した可視光は、一部外側クラッ
ドを通過してファイバ外へ漏れてしまうが、一部は外側
クラッドとの境界面で全反射し、コアへ入って有効光と
してファイバ端面から利用することができる。また、外
へ漏れた可視光は、隣接するファイバに入っても、該フ
ァイバを発光させる作用がなく、クロストークは発生し
ない。また、内側クラッド内で吸収しきれなかった波長
約３４０ｎｍの紫外線は、外側クラッド内へも入ってい
くが、外側クラッド内にも第３の蛍光剤が含まれている
ので、この紫外線を可視光に変換し、クロストークの発
生を防止する。
ドを通過してファイバ外へ漏れてしまうが、一部は外側
クラッドとの境界面で全反射し、コアへ入って有効光と
してファイバ端面から利用することができる。また、外
へ漏れた可視光は、隣接するファイバに入っても、該フ
ァイバを発光させる作用がなく、クロストークは発生し
ない。また、内側クラッド内で吸収しきれなかった波長
約３４０ｎｍの紫外線は、外側クラッド内へも入ってい
くが、外側クラッド内にも第３の蛍光剤が含まれている
ので、この紫外線を可視光に変換し、クロストークの発
生を防止する。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、迷光吸収層を設けた
り、クラッド層を厚くしたりする必要がなく、従って、
光伝送特性の低下を伴わずに隣接するファイバ間でのク
ロストークの発生を防止することができる。
り、クラッド層を厚くしたりする必要がなく、従って、
光伝送特性の低下を伴わずに隣接するファイバ間でのク
ロストークの発生を防止することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新治 修 新潟県北蒲原郡中条町倉敷町２番28号 株 式会社クラレ内 Ｆターム(参考） 2H050 AB43X AB43Y AB45X AB47Y AC36 AD04 AD06
Claims (2)
- 【請求項１】 シンチレーション光を長波長側に変換す
る第１の蛍光剤と、該第１の蛍光剤の放出光を更に長波
長側に変換する第２の蛍光剤とを含有するコアと、屈折
率が該コアよりも小さく、かつ、該第１の蛍光剤の放出
光を長波長に変換する第３の蛍光剤を含有する内側クラ
ッドと、屈折率が該内側クラッドよりも小さく、かつ、
該第３の蛍光剤を含有する外側クラッドとからなること
を特徴とするプラスチックシンチレーションファイバ。 - 【請求項２】 第２の蛍光剤と第３の蛍光剤が同一であ
ることを特徴とする請求項１記載のプラスチックシンチ
レーションファイバ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10325950A JP2000137122A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | プラスチックシンチレーションファイバ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10325950A JP2000137122A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | プラスチックシンチレーションファイバ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000137122A true JP2000137122A (ja) | 2000-05-16 |
Family
ID=18182426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10325950A Pending JP2000137122A (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | プラスチックシンチレーションファイバ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000137122A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277554A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Wired Japan:Kk | 光ファイバ及び光ファイバケーブル |
| JP2004157169A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-06-03 | Inst Of Physical & Chemical Res | 波長変換素材およびその製造方法ならびに光検出装置 |
| WO2018043383A1 (ja) * | 2016-08-30 | 2018-03-08 | 株式会社クラレ | 高線量場プラスチックシンチレーションファイバー及びその製造方法 |
| WO2018110536A1 (ja) | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 株式会社クラレ | プラスチックシンチレーションファイバ及びその製造方法 |
| JP2019148538A (ja) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | 株式会社クラレ | 高線量場プラスチックシンチレーションファイバー及びその製造方法 |
| WO2020145278A1 (ja) | 2019-01-10 | 2020-07-16 | 株式会社クラレ | 低透過性放射線検出プラスチックシンチレーションファイバ |
| CN114144636A (zh) * | 2019-07-30 | 2022-03-04 | 株式会社可乐丽 | 塑料波长位移光纤 |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP10325950A patent/JP2000137122A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002277554A (ja) * | 2001-03-16 | 2002-09-25 | Wired Japan:Kk | 光ファイバ及び光ファイバケーブル |
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| EP3557288A4 (en) * | 2016-12-15 | 2020-08-12 | Kuraray Co., Ltd. | PLASTIC SCINTILLATION FIBER AND ITS PRODUCTION PROCESS |
| WO2018110536A1 (ja) | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 株式会社クラレ | プラスチックシンチレーションファイバ及びその製造方法 |
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| JP7048349B2 (ja) | 2018-02-28 | 2022-04-05 | 株式会社クラレ | 高線量場プラスチックシンチレーションファイバー及びその製造方法 |
| WO2020145278A1 (ja) | 2019-01-10 | 2020-07-16 | 株式会社クラレ | 低透過性放射線検出プラスチックシンチレーションファイバ |
| JPWO2020145278A1 (ja) * | 2019-01-10 | 2021-11-18 | 株式会社クラレ | 低透過性放射線検出プラスチックシンチレーションファイバ |
| US11402571B2 (en) | 2019-01-10 | 2022-08-02 | Kuraray Co., Ltd. | Weakly-penetrating radiation detection plastic scintillating fiber |
| JP7394073B2 (ja) | 2019-01-10 | 2023-12-07 | 株式会社クラレ | 低透過性放射線検出プラスチックシンチレーションファイバ |
| CN114144636A (zh) * | 2019-07-30 | 2022-03-04 | 株式会社可乐丽 | 塑料波长位移光纤 |
| CN114144636B (zh) * | 2019-07-30 | 2024-04-16 | 株式会社可乐丽 | 塑料波长位移光纤 |
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