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水中無線伝送システムのための発光・受光素子の$$gamma$$線劣化特性

$$gamma$$-ray degradation of light emitting and receiving devices for in-water wireless transmission system

柴田 裕司; 花川 裕規; 武内 伴照; 上野 俊二; 上原 聡明; 土谷 邦彦; 荒木 政則; 柴垣 太郎*; 駒野目 裕久*

Shibata, Hiroshi; Hanakawa, Hiroki; Takeuchi, Tomoaki; Ueno, Shunji; Uehara, Toshiaki; Tsuchiya, Kunihiko; Araki, Masanori; Shibagaki, Taro*; Komanome, Hirohisa*

過酷事故時の安全対策高度化のひとつとして、過酷環境下でも対応可能な情報伝送システムの確立が求められている。本研究では、水中かつ高放射線環境下における無線伝送システムの構築を目指して、可視光を用いた光通信に着目し、発信及び受信素子の候補として、それぞれ発光波長の異なる発光ダイオード(LED)3種類及び窓材の異なるフォトダイオード(PD)3種類を選定し、10$$^{6}$$Gyまでの$$gamma$$線照射前後における特性を調べた。その結果、LEDは照射によりレンズ(エポキシ系樹脂)が赤茶色に着色されるとともに、全光束は発光波長の短いLEDほど大きく減少した。また、照射前後における電流-電圧特性はほとんど変化しなかった。一方、PDは、窓材に着色のみられたものは受光感度が減少し、短波長領域でより顕著であった。また、暗電流は照射前後でほとんど変化しなかった。以上のことから、本線量の範囲では、全光束や受光感度が減少した主因は、$$gamma$$線照射による半導体の劣化ではなく、レンズや窓材で使用している樹脂の着色であることが示唆された。

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