[發(fā)明專利]一種抗輻射與防輻射相結(jié)合的成像光路結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610196216.9
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105676451B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 寇婕婷;鄭重;汪增福;烏達巴拉;劉衛(wèi);吳寶元
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B13/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗輻射與防輻射相結(jié)合的成像光路結(jié)構(gòu)，尤其適用于強輻射環(huán)境下的觀測與圖像采集，屬于核科學與技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

核電是一種清潔能源，其安全性至關(guān)重要，一旦發(fā)生泄漏，所釋放出極強的放射性物質(zhì)威脅著工作人員的人身安全，因此，必須依靠觀測設(shè)備來維持正常持久監(jiān)視涉核目標的任務。在核輻射源照射的情況下，裸露在射線下的攝像監(jiān)視儀器都會由于元器件的電離輻射效應和位移輻射效應而受到損傷，導致視頻信號嚴重變形或無信號，無法正常工作，并隨之產(chǎn)生設(shè)備永久性損壞。針對這一問題常用的解決方法有兩種：一是使用抗輻射的成像設(shè)備；二是對成像設(shè)備進行保護。目前，抗輻射的成像設(shè)備都是采用對電荷耦合器件進行抗輻射加固，這種方法涉及精密電子元器件加工，其條件苛刻、成本高，而且防護效果不穩(wěn)定。而對成像設(shè)備進行保護的方法，通常采用澆鑄鉛層來實現(xiàn)，鉛層的薄厚取決于輻射的強弱，但是這一做法通常導致整個裝置體積增大，重量增加，攜帶不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種抗輻射與防輻射相結(jié)合的成像光路結(jié)構(gòu)，以期在強輻射環(huán)境下的工作中，成像元件和成像設(shè)備能夠保持長時間穩(wěn)定的工作。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明抗輻射與防輻射相結(jié)合的成像光路結(jié)構(gòu)的特點是：

設(shè)置用于固定光路結(jié)構(gòu)的防護框架，所述防護框架是以豎向通道和連通在豎向通道底部的水平通道構(gòu)成“L”形光路通道；在所述豎向通道的右側(cè)壁上、位于所述豎向通道的上部設(shè)置有上部右側(cè)開口，以所述上部右側(cè)開口作為光路通道的光路入口；在所述豎向通道的右側(cè)壁上、位于豎向通道的下部設(shè)置有下部右側(cè)開口，以所述下部右側(cè)開口作為所述水平通道的光路入口；

所述防護框架為鋼結(jié)構(gòu)框架，在所述防護框架的外表設(shè)置以鉛澆鑄成型的防輻射保護層；

在所述豎向通道中，處在所述光路通道入口位置設(shè)置與水平面呈45°夾角的第一平面反射鏡，呈水平入射的輸入光A在所述第一平面反射鏡上形成豎直向下的第一反射光B，在所述豎向通道中，處在所述第一平面反射鏡的下方設(shè)置與所述第一平面反射鏡相互垂直的第二平面反射鏡，所述第一反射光B在所述第二平面反射鏡上形成朝向水平通道內(nèi)的水平出射光C；

在所述水平通道的尾端，處在所述水平出射光C的光軸位置上設(shè)置抗輻射成像鏡頭，使得自光路入口入射的高能射線在水平通道中形成的高能射線覆蓋區(qū)域是處在抗輻射成像鏡頭的前方；所述抗輻射成像鏡頭的前方是指朝向光路入口一側(cè)的方向；固定設(shè)置在所述水平通道中的CCD相機位于所述抗輻射成像鏡頭的后方，在所述抗輻射成像鏡頭與CCD相機之間，以抗輻射光纖傳像束進行信號傳輸。

本發(fā)明抗輻射與防輻射相結(jié)合的成像光路結(jié)構(gòu)的特點也在于：

所述抗輻射成像鏡頭的結(jié)構(gòu)形式是：沿著所述水平出射光C的光軸方向，自抗輻射成像鏡頭的入射一側(cè)起，依次設(shè)置第一鏡片、第二鏡片、第三鏡片和第四鏡片；在所述抗輻射成像鏡頭的成像面上設(shè)置光纖傳像束入孔，所述抗輻射光纖傳像束接入在所述光纖傳像束入孔中。

本發(fā)明抗輻射與防輻射相結(jié)合的成像光路結(jié)構(gòu)的特點也在于：

所述第一鏡片，其朝向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為-3.9mm、背向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為-3.4mm，沿光軸的中心厚度為4mm；

所述第二鏡片，其朝向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為-3.4mm、背向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為-4.78mm、沿光軸的中心厚度為2.8mm；第二鏡片與第一鏡片之間的中心距為3.7mm；

所述第三鏡片，其朝向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為9mm，背向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為-15.1mm、沿光軸的中心厚度為2mm；第三鏡片與第二鏡片之間的中心距為3.4mm；

所述第四鏡片，其朝向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為3.4mm，背向入射一側(cè)的鏡面曲率半徑為5.3mm、沿光軸的中心厚度為3.2mm；第四鏡片與第三鏡片之間的中心距為3.7mm；所述第四鏡面的中心與光纖入孔的距離為1mm。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明可用于實現(xiàn)強輻射環(huán)境下的觀測與圖像采集，經(jīng)試驗，在輻射總劑量達到100056.13Gy(Si)時，本發(fā)明光路結(jié)構(gòu)仍然可以正常工作，沒有損壞。

2、本發(fā)明通過抗輻射與防輻射相結(jié)合的光路設(shè)計，使得探測器在多一層保護的同時，可以保持長時間正常穩(wěn)定的工作。

3、本發(fā)明通過光路設(shè)計以達到保護CCD相機的目的，相比完全依靠防護的方法，能夠有效減輕防護重量，方便攜帶。