JPS6370804A - Radiation resistance optical fiber transmission equipment - Google Patents

Radiation resistance optical fiber transmission equipment

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JPS6370804A
JPS6370804A JP61216127A JP21612786A JPS6370804A JP S6370804 A JPS6370804 A JP S6370804A JP 61216127 A JP61216127 A JP 61216127A JP 21612786 A JP21612786 A JP 21612786A JP S6370804 A JPS6370804 A JP S6370804A
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良三 山内
Kazuo Sanada
和夫 真田
Takeru Fukuda
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Abstract

PURPOSE:To obtain a radiation resistance optical fiber transmission equipment which is capable of suppressing an increase of loss caused by radiating a radiant ray, without using a special optical fiber, by making a light beam for photo- bleaching incident on an optical fiber transmission line together with an optical signal for transmission. CONSTITUTION:A half mirror 8 and a filter 9 are placed in an incident end and an emitting end of a multicore image fiber 3, and luminous flux which is given through a lens 11 from a light source 10 is made incident on the multicore image fiber 3 through the half mirror 8. This light source 10 is a light source for generating a light beam for photo-bleaching, and has a wave length being different from a light beam for showing an image of an object 1. The lens 11 allows the diameter of the luminous flux 12 to align with the diameter of the multicore image fiber 3. The filter 9 cuts off the light beam for photo-bleaching by utilizing a difference of the wavelength. In this way, an increase of loss caused by radiating a radiant ray can be suppressed when an optical signal is being transmitted to an optical fiber, in short, in a real time.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention] 【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この発明は、光ファイバを伝送路として用いた光ファイ
バ伝送装置に関し、特に、放射線環境下でも低損失な耐
放射線光ファイバ伝送装置に関する。
The present invention relates to an optical fiber transmission device using an optical fiber as a transmission line, and particularly to a radiation-resistant optical fiber transmission device that has low loss even in a radiation environment.

【従来の技術】[Conventional technology]

従来より、光ファイバを用いた伝送路では、光ファイバ
をX線、γ線、電子線などが照射される環境下におくと
、伝送損失が増加し、その損失増加は、放射線の種類、
強度、量、°光ファイバの組成、不純物濃度、ガラス中
の欠陥濃度などに依存することが知られている。 たとえば−例として、5iC14を原料として作った純
粋石英ガラスをコアに持ち、クラッドには。 BとFとをともにドープしたステップ型光ファイバにつ
き、放射線下における損失増加を測定してみると、第5
図のような結果が得られる。この測定では、放射線源と
してコバルト60のγ線を用いており、照射条件として
、5000R/H(レントゲン/時間)、l0000R
/H150000R/Hの3段階を選んでいる。放射線
に照射される光ファイバの長さは100mであり、波長
0゜85μmの光で測定した。被測定光ファイバは、コ
ア径50μm、クラツド径125μm、コア・クラッド
間の比屈折率差的0.7%である。この第1図から、線
量率の増加と共に、及び、総線量の増加と共に、伝送損
失が増加していくのが明らかに分かる。 そこで、従来では、このような放射線照射下で光ファイ
バ伝送装置を用いるため、光ファイバの被覆に放射線を
遮蔽するような材質のものを使用することなどが行われ
ている。
Traditionally, in transmission lines using optical fibers, when the optical fiber is exposed to X-rays, γ-rays, electron beams, etc., transmission loss increases, and the increase in loss depends on the type of radiation,
It is known that it depends on the strength, quantity, composition of the optical fiber, impurity concentration, defect concentration in the glass, etc. For example - As an example, the core is made of pure silica glass made from 5iC14, and the cladding is made of pure silica glass. When we measured the loss increase under radiation for a stepped optical fiber doped with both B and F, we found that the fifth
The result shown in the figure is obtained. In this measurement, cobalt-60 gamma rays are used as a radiation source, and the irradiation conditions are 5000R/H (roentgen/hour), 10000R
/H150000R/H are selected. The length of the optical fiber irradiated with radiation was 100 m, and measurements were made using light with a wavelength of 0° and 85 μm. The optical fiber to be measured has a core diameter of 50 μm, a cladding diameter of 125 μm, and a relative refractive index difference between the core and the cladding of 0.7%. It is clearly seen from FIG. 1 that the transmission loss increases as the dose rate increases and as the total dose increases. Conventionally, in order to use an optical fiber transmission device under such radiation irradiation, a material that shields the optical fiber is used to cover the optical fiber.

【発明が解決しようとする問題点】[Problems to be solved by the invention]

しかし、このように放射線遮蔽性の被覆を施すのでは、
放射線専用の特殊な光ファイバを作らねばならないこと
になり、簡便でない。 ところで、放射線の照射によって生じた着色中心(ガラ
スの欠陥)による吸収は、光ファイバの中に光を通すこ
とにより減少することが知られている。これは、一般に
フォト・ブリーチングと呼ばれている。このフォト・ブ
リーチングにより、放射線下における光ファイバの伝送
損失を評価する際、光ファイバ内に入射する測定用の光
の強度によって測定値が変化することが起こる。−例と
して、先の第1図の測定に於て用いた光ファイバと同じ
光ファイバを用い、これに線量率は10000R/Hで
一定のまま30分間γ線を照射しな測定結果を第6図に
示す、この測定においては、γ線を30分間照射した後
、これを停止して回復特性を測定している。この第6図
から、光ファイバに入射する測定用の光の強度を2桁変
えると放射線による損失増加は約1桁小さくなり、また
、照射を停止した後の損失の回復も早くなっていること
が分かる。 従来、このようなフォト・ブリーチングを積極的に利用
する方法としては、単に、放射線照射II−jより損失
が増加した光ファイバに光を入射して損失を回復させる
程度に留まっている。 この発明は、このフォト・ブリーチングの積極的利用を
このような段階にとどめるのでなくさらに積極的に利用
することによって、特殊な光ファイバを用いずに、放射
線照射による損失増加を抑制し得る耐放射線光ファイバ
伝送装置を提供することを目的とする。
However, applying a radiation shielding coating like this
This requires making a special optical fiber exclusively for radiation, which is not easy. By the way, it is known that absorption by colored centers (defects in glass) caused by radiation irradiation can be reduced by passing light through an optical fiber. This is generally called photo bleaching. Due to this photo bleaching, when evaluating the transmission loss of an optical fiber under radiation, the measured value changes depending on the intensity of the measurement light incident on the optical fiber. - As an example, using the same optical fiber as that used in the measurement in Figure 1 above, the measurement result was obtained by irradiating gamma rays for 30 minutes at a constant dose rate of 10,000R/H. In this measurement shown in the figure, after 30 minutes of irradiation with gamma rays, the irradiation was stopped and the recovery characteristics were measured. From Figure 6, it can be seen that when the intensity of the measurement light incident on the optical fiber is changed by two orders of magnitude, the increase in loss due to radiation is reduced by about one order of magnitude, and the recovery of loss becomes faster after the irradiation is stopped. I understand. Conventionally, the method of actively utilizing such photo bleaching has been limited to simply injecting light into an optical fiber whose loss has increased compared to radiation irradiation II-j to recover the loss. This invention does not limit the active use of photo-bleaching to this stage, but uses it even more actively to achieve resistance that can suppress the increase in loss due to radiation irradiation without using special optical fibers. An object of the present invention is to provide a radiation optical fiber transmission device.

【問題点を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この発明による耐放射線光ファイバ伝送装置では、伝送
用光信号の波長とは異なる波長の光源とを備え、この光
源からの光を上記伝送用光信号とともに光ファイバ伝送
路に入射するようにしている。
The radiation-resistant optical fiber transmission device according to the present invention includes a light source with a wavelength different from the wavelength of the transmission optical signal, and the light from this light source is made to enter the optical fiber transmission line together with the transmission optical signal. .

【作  用】[For production]

伝送用光信号とともにフォト・ブリーチング用の光を光
ファイバ伝送路に入射しているので、いわばフォト・ブ
リーチングをリアフレタイムで行っていることになり、
リアルタイムで損失増加を抑制できる。 また、このフォト・ブリーチング用の光は、その波長が
伝送用光信号の波長とは異なるため、フィルタなどによ
って容易に分離でき、伝送用光信号に悪影響を与えるこ
とはない。
Since the light for photo-bleaching is input into the optical fiber transmission line along with the optical signal for transmission, it means that photo-bleaching is performed in real time, so to speak.
Increased losses can be suppressed in real time. Furthermore, since the wavelength of this photo-bleaching light is different from the wavelength of the transmission optical signal, it can be easily separated by a filter or the like, and will not adversely affect the transmission optical signal.

【実 施 例】 第1図において、被写体1の画像がレンズ系2を介して
マルチコアイメージファイバ3に入射させられ、このマ
ルチコアイメージファイバ3は放射線管理領域4を通る
よう配置され、その出射端にレンズ系5を介してTV右
カメラが置かれる。 こうして、被写体1の画像がマルチコアイメージファイ
バ3によって伝送させられ、TVカメラ6に接続された
モニタ7に表示される。 このような光伝送装置において、マルチコアイメージフ
ァイバ3の入射端と出射端とにハーフミラ−8とフィル
タ9とが配置され、光源10からレンズ11を経て与え
られる光束12がハーフミラ−8を介してマルチコアイ
メージファイバ3に入射される。この光源10はフォト
・ブリーチング用の光を発生する光源であり、被写体1
の画像を表す光とは異なる波長とされている。レンズ1
1は、光束12の直径をマルチコアイメージファイバ3
の直径に合わせるようにするためのものである。マルチ
コアイメージファイバ3の出射端に設けられたフィルタ
9は、波長の相違を利用してフォト・ブリーチング用の
光をカットするためのものである。 第2図では、送信装M21に接続された信号伝送用光源
22からの光がレンズ23を介して、放射線管理領域2
4を通る光ファイバ25の一端に入射させられており、
この光ファイバ25によって伝送された光信号は、出射
端に設けられたレンズ26を介して受光器27に入射さ
せられ、この受光器27の信号が受信装置28に送られ
る。この場合、第1図のようなハーフミラ−8でなくて
、ファイバ型光カップラー(アイソレータ)13により
、フォト・ブリーチング用の光源10からの、信号伝送
用光源22とは異なる波長の光がレンズ11を介して光
ファイバ25に入射させられる。 また、このフォト・ブリーチング用の光をカットするた
めのフィルタ9が光ファイバ25の出射端に置かれる。 光ファイバ25が長い場合には、第3図のように、光フ
ァイバ25の出射側にもフォト・ブリーチング用の光源
30を設け、その光をレンズ31を介してファイバ型カ
ップラー(アイソレータ)33に入射して、出射側から
もフ才l・・ブリーチング用の光を光ファイバ25に入
射させる。このように、光ファイバ25の両端からフォ
I・・ブリーチング用の光を入射することによって、片
方の端部からだけでは、光ファイバ25が長い場合に、
フォト・ブリーチング用の光が途中で減衰して十分なフ
ォト・ブリーチング効果をあげられないことを解消でき
る。このように、両端からフォト・ブリーチング用の光
を入射させる場合、入射側にもフォト・ブリーチング用
の光をカットするためのフィルタ39を用いる。 つぎに、このリアルタイムでのフ才I・・ブリーチング
の効果を実験によって確かめたので、それについて説明
する。ファイバ型アイソレータ13を用いた第2図の構
成において、伝送用光信号として0.85μmの波長の
光を入射させ、フォト・ブリーチング用の光源10とし
て発振波長0.78μmの半導体レーザを使用し、この
フォト・ブリーチング用の光の入射パワーを変えて測定
してみたところ、第4図のような測定結果が得られた。 これから、フォト・ブリーチング用の光の入射パワーを
1mWにすると、実質的な損失増加はもはや見られない
、ということが分かる。 なお、このリアルタイムでのフォト・ブリーチングは、
上記のマルチコアファイバや単心光ファイバだけでなく
、多数本の光ファイバが束ねられているものや、少なく
とも端末部分で複数本の光ファイバが束ねられていたり
あるいは融着されていたりするもの等にも適用して大き
な効果を得ることができる。
[Example of implementation] In FIG. 1, an image of a subject 1 is made incident on a multi-core image fiber 3 via a lens system 2, and this multi-core image fiber 3 is arranged so as to pass through a radiation management area 4, and its output end A TV right camera is placed through the lens system 5. In this way, the image of the subject 1 is transmitted through the multi-core image fiber 3 and displayed on the monitor 7 connected to the TV camera 6. In such an optical transmission device, a half mirror 8 and a filter 9 are arranged at the input end and the output end of the multi-core image fiber 3, and a light beam 12 given from a light source 10 via a lens 11 passes through the half mirror 8 to the multi-core image fiber 3. The light is input to the image fiber 3. This light source 10 is a light source that generates light for photo bleaching, and
The wavelength of the light that represents the image is said to be different from that of the light that represents the image. lens 1
1 is the diameter of the light beam 12 of the multi-core image fiber 3.
This is to match the diameter of the A filter 9 provided at the output end of the multi-core image fiber 3 is for cutting light for photo bleaching by utilizing the difference in wavelength. In FIG. 2, light from a signal transmission light source 22 connected to a transmitting device M21 passes through a lens 23 to a radiation management area 2.
The light is input to one end of an optical fiber 25 passing through 4,
The optical signal transmitted by this optical fiber 25 is made incident on a light receiver 27 via a lens 26 provided at the output end, and the signal from this light receiver 27 is sent to a receiving device 28 . In this case, the fiber-type optical coupler (isolator) 13 is used instead of the half mirror 8 as shown in FIG. 11 into an optical fiber 25. Further, a filter 9 for cutting off this photobleaching light is placed at the output end of the optical fiber 25. When the optical fiber 25 is long, a light source 30 for photo bleaching is provided on the output side of the optical fiber 25 as shown in FIG. The bleaching light is input to the optical fiber 25 from the exit side as well. In this way, by inputting the photoI bleaching light from both ends of the optical fiber 25, when the optical fiber 25 is long, it is possible to
It is possible to solve the problem that the light for photo bleaching is attenuated on the way and a sufficient photo bleaching effect cannot be achieved. In this way, when photo-bleaching light is made to enter from both ends, a filter 39 for cutting off photo-bleaching light is also used on the incident side. Next, I will explain the effect of bleaching in real time, which was confirmed through an experiment. In the configuration shown in FIG. 2 using the fiber type isolator 13, light with a wavelength of 0.85 μm is input as an optical signal for transmission, and a semiconductor laser with an oscillation wavelength of 0.78 μm is used as the light source 10 for photo bleaching. When the incident power of this photo-bleaching light was varied and measured, the measurement results shown in FIG. 4 were obtained. From this, it can be seen that when the incident power of the photo-bleaching light is set to 1 mW, no substantial increase in loss is observed. In addition, this real-time photo bleaching is
In addition to the above-mentioned multi-core fibers and single-core optical fibers, it also applies to those in which multiple optical fibers are bundled together, or in which multiple optical fibers are bundled or fused at least at the terminal portion. can also be applied to great effect.

【発明の効果】【Effect of the invention】

この発明によれば、フォト・ブリーチングの積極的な利
用により、放射線照射による損失増加を。 光ファイバに光信号が伝送されている最中に、いわばリ
アルタイムで、抑制することができる。
According to this invention, active use of photo bleaching reduces the increase in loss caused by radiation irradiation. It is possible to suppress the optical signal in real time while it is being transmitted through the optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の第1の実施例の模式図、第2図は第
2の実施例の模式図、第3図は第3の実施例の模式図、
第4図は第2の実施例での実験結果を表すグラフ、第5
図は損失増加の!i量率依存性を表すグラフ、第6図は
フォト・ブリーチングの光パワー依存性を表すグラフで
ある。 1・・・被写体、2.5・・・レンズ系、3・・・マル
チコアイメージファイバ、4.24・・・放射線管理領
域、6・・・TV右カメラ7・・・モニタ、8・・・ハ
ーフミラ−19.39・・・フォト・ブリーチング光カ
ットフィルり、10.30・・・フォト・ブリーチング
用光源、11.23.26.31・・・レンズ、21・
・・送信装置、22・・・信号伝送用光源、13.33
・・・ファイバ型カップラー、25・・・光ファイバ、
27・・・受光器、28・・・受信装置
FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment, and FIG. 3 is a schematic diagram of a third embodiment.
Fig. 4 is a graph showing the experimental results in the second example;
Figure shows increased losses! FIG. 6 is a graph showing the optical power dependence of photo bleaching. 1... Subject, 2.5... Lens system, 3... Multi-core image fiber, 4.24... Radiation control area, 6... TV right camera 7... Monitor, 8... Half mirror 19.39...Photo/bleaching light cut filter, 10.30...Light source for photo/bleaching, 11.23.26.31...Lens, 21.
... Transmission device, 22 ... Light source for signal transmission, 13.33
...Fiber type coupler, 25...Optical fiber,
27... Light receiver, 28... Receiving device

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)伝送用光信号が入射される光ファイバ伝送路と、
該伝送用光信号の波長とは異なる波長の光源とを備え、
該光源からの光を上記伝送用光信号と共に光ファイバ伝
送路に入射するようにした耐放射線光ファイバ伝送装置
(1) An optical fiber transmission line into which a transmission optical signal is input;
and a light source with a wavelength different from the wavelength of the transmission optical signal,
A radiation-resistant optical fiber transmission device in which light from the light source enters an optical fiber transmission line together with the transmission optical signal.
(2)上記光ファイバ伝送路は、単心の光ファイバであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の耐放射
線光ファイバ伝送装置。
(2) The radiation-resistant optical fiber transmission device according to claim 1, wherein the optical fiber transmission line is a single-core optical fiber.
(3)上記光ファイバ伝送路は、多数本の光ファイバが
束ねられたものであることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の耐放射線光ファイバ伝送装置。
(3) The radiation-resistant optical fiber transmission device according to claim 1, wherein the optical fiber transmission line is a bundle of a large number of optical fibers.
(4)上記光ファイバ伝送路は、複数のコアを有する光
ファイバであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の耐放射線光ファイバ伝送装置。
(4) The radiation-resistant optical fiber transmission device according to claim 1, wherein the optical fiber transmission line is an optical fiber having a plurality of cores.
(5)上記光ファイバ伝送路は、端末部分で集合されて
いる複数本の光ファイバであることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の耐放射線光ファイバ伝送装置。
(5) The radiation-resistant optical fiber transmission device according to claim 1, wherein the optical fiber transmission line is a plurality of optical fibers gathered together at a terminal portion.
(6)上記光ファイバ伝送路の出射端において、伝送用
光信号と上記光源からの光とを波長の相違に基づいて分
離する手段を有していることを特徴とする特許請求の範
囲第1ないし第5項記載の耐放射線光ファイバ伝送装置
(6) At the output end of the optical fiber transmission line, there is provided means for separating the transmission optical signal and the light from the light source based on the difference in wavelength. 6. The radiation-resistant optical fiber transmission device according to item 5.
(7)上記光源は光ファイバ伝送路の両端に設けられ、
両端から該光源より光を入射することを特徴とする特許
請求の範囲第1ないし第6項記載の耐放射線光ファイバ
伝送装置。
(7) The light source is provided at both ends of the optical fiber transmission line,
7. The radiation-resistant optical fiber transmission device according to claim 1, wherein light is input from the light source from both ends.
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