[实用新型]光纤阵列排布装置

说明书

技术领域

本申请涉及一种光纤排布技术，特别是一种光纤阵列排布装置。 

背景技术

中子和X射线都是人类探索物质微观结构的有效探针。由于中子具有不带电，能轻易的穿透电子层等特点，世界上许多国家开展中子散射技术用于物质结构和运动状态。位置灵敏型中子探测器是中子散射技术研究中的关键装置，它用于记录经样品散射后的中子出射角度，为分析物质结构提供有效信息。 

用于中子散射实验的位置灵敏型中子探测器有很多种。其中基于3He气体发展起来的中子位置探测器是目前最常用，且技术较成熟的中子探测手段，如美国GE Energy公司生产的高气压3He位置敏感正比计数器。但近些年由于反恐形势需要和全世界3He的匮乏，使3He价格暴涨，近3年3He气体价格涨幅超过20倍，基于3He的探测器也就十分昂贵。以1英寸的一个大气压3He位置敏感正比计数器为例，目前的报价是5-10万人民币，这样一个的1m²探测器阵列造价在300万以上。目前许多实验室都在研发新型中子位置探测器以满足各种科学需要，如半导体中子位置探测器，涂硼GEM中子位置探测器。这些探测器都处在研发阶段，面临的主要问题是中子探测效率低，n/γ抑制比不高，同时受限于技术层面的问题，其关键部件同样造价昂贵。 

闪烁体中子位置探测器，通过利用中子敏感闪烁体材料和两层排布方向互相垂直的光纤阵列，可实现对入射中子二维位置的探测。该探测器具有中子探测效率高、定位精度高、n/γ抑制比高和可大面积制作等优点，同时和目前其他中子探测器相比，造价低廉。该探测器是目前比较理想的替代3He气体中子探测器产品。 

大面积光纤阵列的排布是闪烁体中子位置探测器制作过程的关键技术。闪烁体中子位置探测器要实现高精确的位置测量，就需要对光纤阵列上各个光纤的定位和固定进行精心设计。 

闪烁体中子位置探测器中的大面积光纤阵列,要求在两个间距固定的水平面上分别横向和纵向排列上数十至数百,甚至上千根光纤。光纤自身尺寸较小,直径通常在0.1～5mm之间,且柔软易损.光纤通常由芯层和包层构成,其中芯层是光纤的关键部分,是由波移物质和透明度较高的聚苯乙烯构成，质地较脆。光纤的包层通常由聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate）构成，该部分主要对芯层起保护作用,同时能够提高光纤的光传输效率。一般芯层的直径占整个光纤的95%以上，而包层仅占1～5%。在光纤阵列的排布过程中，要求不能损坏光纤的芯层和包层结构。同时由于光纤摆放位置的准确性直接影响探测器的位置分辨，要求光纤放置的位置精度在0.1～0.5mm之间，主要取决于探测器所要求的位置分辨率。 

世界上若干实验室也在开展闪烁体中子位置探测器的研究，如美国的SNS(spalation nuetron source，散裂中子源)，日本的J-PARC(Japan Proton Accelerator research Complex，日本质子加速器综合研究所)等。由于同样处于研发阶段，关于大面积光纤阵列排布的具体工艺，未见相关介绍或报告。同时由于光纤自身尺寸较小，直径在0.1～5mm之间，且柔软易损，当要求大量光纤在同一平面上整齐密集排列时，常规的人工加工很难实现各个光纤的准确定位和固定。而大面积光纤阵列的应用主要在实验室范围内，所以市面上也没有成熟技术工艺可直接使用或借鉴。 

实用新型内容

在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。 

本实用新型旨在设计一种光纤阵列的排布装置，使得光纤阵列排布的整个过程变得简捷易行，减少因为操作人员的差异而带来的制作差异。 

根据本实用新型的一方面，一种光纤阵列排布装置，包括支架、光纤阵列支撑结构和拉伸架，其中： 

所述支架，用于使所述光纤阵列支撑结构竖直固定在所述支架上； 

所述光纤阵列支撑结构包括至少一组用于固定光纤两端的导向块组， 所述每个导向块组包括相互平行的第一导向块和第二导向块； 

所述拉伸架固定在所述支架上，用于在光纤的一端固定在所述光纤阵列支撑结构的所述第一导向块时，对光纤的另一端施加牵引力，使得所述光纤的另一端固定在所述第二导向块上。 

本实用新型的光纤阵列排布装置，可以使得光纤阵列排布的整个过程变得简捷易行，减少因为操作人员的差异而带来的制作差异。 

附图说明