摻鉺和鉺鐿共摻光纖放大器具有抗電磁干擾、緊湊輕質(zhì)、電光轉(zhuǎn)換效率高、免調(diào)試維護(hù)等優(yōu)勢(shì),在空間光通信系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用.然而,當(dāng)光纖放大器長時(shí)間暴露在地球空間軌道惡劣的輻照環(huán)境中時(shí),會(huì)受到宇宙中帶電粒子和高能電磁輻射的綜合作用,尤其是增益光纖在輻照環(huán)境會(huì)引起輻照損傷導(dǎo)致激光放大性能失效,嚴(yán)重制約它在空間光通信領(lǐng)域的應(yīng)用.該文簡要介紹了太空輻照環(huán)境中輻照導(dǎo)致光纖性能下降的現(xiàn)象與問題,然后從輻照效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理、影響光纖耐輻照性能的因素、輻照加固方法三方面詳細(xì)闡述了耐輻照摻鉺和鉺鐿共摻光纖的研究進(jìn)展,最后對(duì)其未來的研究趨勢(shì)進(jìn)行了展望. 

【文章來源】：應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,38(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：16 頁

【部分圖文】：

不同組分摻雜光纖的RIA[12]

研究表明，空間輻射對(duì)光纖材料的影響主要是總電離劑量（total ionizing dose,TID）和位移損傷劑量（displacement damage dose,DDD）效應(yīng)[9].DDD效應(yīng)是指帶電粒子碰撞到光纖材料內(nèi)部原子上并將原子擊出原位，導(dǎo)致材料產(chǎn)生晶格缺陷.地球輻射帶捕獲的質(zhì)子和太陽耀斑是位移損傷效應(yīng)的主要來源.TID效應(yīng)是指帶電粒子輻射引起的電離物質(zhì)的累積效應(yīng).當(dāng)劑量率較低時(shí)，光纖的輻射衰減僅由總輻射劑量決定，而與劑量率無關(guān).電離是由于TID效應(yīng)中的高能帶電粒子被材料中的點(diǎn)缺陷捕獲而引起的.1.2 空間輻照導(dǎo)致的現(xiàn)象與問題

光纖放大器的增益為輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的比值，它是衡量光纖放大器放大能力的指標(biāo)參數(shù).空間輻照環(huán)境對(duì)EDF和EYDF的最直接影響是導(dǎo)致其增益放大性能顯著下降.法國里昂大學(xué)的Ladaci等[13]通過模擬和實(shí)驗(yàn)研究分析了輻照對(duì)EDF增益放大性能的影響.如圖3(a）所示，當(dāng)輻照從0 krad增加到52 krad時(shí)，EDF的增益明顯下降，說明空間輻照會(huì)嚴(yán)重影響光纖放大器的增益放大性能.哈爾濱工業(yè)大學(xué)的李等[14]則研究了輻照對(duì)EYDF增益性能的影響規(guī)律.從圖3(b）中可以看出，EYDF的增益呈現(xiàn)明顯的線性下降趨勢(shì).EYDF經(jīng)過40 krad輻射后增益降低了17.6 dB，明顯高于EDF，說明EYDF比EDF的耐輻照性能更差這主要是因?yàn)閅b3+的存在使得光纖在輻射過程中產(chǎn)生更多的色心，導(dǎo)致光纖RIA增加，從而使光纖放大器的增益下降得更加嚴(yán)重.1.2.3 熒光光譜變化

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]光纖激光器輻照性能實(shí)驗(yàn)研究[J]. 池俊杰,姜詩琦,張琳,于淼,王軍龍.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(06)
[2]空間光通信中EDFA的抗輻射技術(shù)的研究[J]. 王巖,李洪祚,郝子強(qiáng).  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2013(07)
[3]光纖輻射致衰減效應(yīng)[J]. 宋鏡明,郭建華,王學(xué)勤,胡姝玲.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2012(08)
[4]高能粒子輻照二氧化硅玻璃E′色心形成機(jī)理研究[J]. 肖中銀,王廷云,羅文蕓,王子華.  物理學(xué)報(bào). 2008(04)

博士論文
[1]石英玻璃及石英光纖的抗輻射性能研究[D]. 鄧濤.武漢理工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3242049