Tomasz GABLER1, Monika JANIK1, Petrişor Gabriel BLEOTU5, Andrei STANCALIE6,
Marcin KOBA1,2, Robert BOGDANOWICZ4, Mateusz ŚMIETANA1,3
1Politechnika Warszawska, Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Koszykowa 75, 00-662 Warszawa
2Instytut Łączności PIB, Szachowa 1, 04-894, Warszawa
3Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki, Zakład Szkła, al. Lotników 32/46, 02-668 Warszawa
4Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk
5Extreme Light Infrastructure-Nuclear Physics, 30 Reactorului, Măgurele RO-077125, Rumunia
6National Institute Laser, Plasma and Radiation Physics, Center for Advanced Laser Technologies,
409 Atomiştilor, Măgurele RO-077125, Rumunia
Badania związane z promieniowaniem jonizującym są kluczowe w wielu dziedzinach zaczynając od monitorowania stanu elektrowni atomowych, a kończąc na zastosowaniach medycznych. Badania z wykorzystaniem czujników światłowodowych oferują wiele zalet dzięki m.in. wytrzymałości w trudnych warunkach środowiskowych [1]. W tej pracy prezentujemy nowatorską metodę nieczułą na promieniowanie jonizujące, uniwersalną platformę do monitorowania w czasie rzeczywistym małych objętości rzędu setek pikolitrów. Strukturę wykonano w powierzchni bocznej światłowodu jednomodowego z wykorzystaniem ablacji laserem femtosekundowym. Stworzona mikrownęka działa jak interferometr Macha-Zehndera [2]. Mikrownęki umieszczono w akceleratorze elektronów, w strefie ekspozycji wiązki elektronów, a także umieszczono je w komorze napromieniowującej gamma GC-5000. Na wstępie przeprowadzono referencyjne eksperymenty z mikrownękami z wykorzystaniem wiązki elektronów nie wykrywając wpływu promieniowania na odpowiedź optyczną. Następnie jako materiał do testów w objętości mikrownęki wybrano monokrystaliczny proszek diamentowy MSY 0–0,25 o średnicy ziarna 125 nm, który może zmieniać swoje właściwości pod wpływem promieniowania jonizującego. Mikrownęki z proszkiem diamentowym testowano pod wpływem promieniowania wiązką elektronów i promieniowania gamma. Prezentowana metoda zapewnia wysoką stabilność niezależnie od zastosowanego źródła i dawki promieniowania lub czasu trwania eksperymentu. Metoda umożliwia monitorowanie w czasie rzeczywistym różnych mediów, od nanocząsteczek, po próbki biologiczne: przed, w trakcie i po napromieniowaniu [3].
Literatura
[1] London Y., Opto-Mechanical Fiber Sensing of Gamma Radiation. Journal of Lightwave Technology, (2021), 39(20), 6637–6645
[2] Gabler T., Investigation of liquids with microcavity in-line Mach-Zehnder interferometers – Impact of the microcavity shape on the sensing performance, Optical Fiber Technology, (2022), 73,103059
[3] Gabler T., Microcavity in-line Mach-Zehnder interferometer in an optical fiber as a versatile platform for real-time monitoring of small volumes under ionizing radiation, w przygotowaniu