γ射線作用下光纖激光器的功率特性及熱效應(yīng)分析
發(fā)布時間:2021-08-10 20:11
在輻射環(huán)境中工作的光纖激光器受到的輻射損傷會導(dǎo)致激光器功率退化,進而引起輻射致產(chǎn)熱,從而影響到激光器的正常應(yīng)用和系統(tǒng)安全;诖,建立一種輻射環(huán)境表征參量與光纖激光器增益光纖內(nèi)功率、熱效應(yīng)和溫度分布的關(guān)系模型,開展穩(wěn)態(tài)γ射線作用下?lián)借O雙包層光纖激光器的功率特性及熱效應(yīng)的數(shù)值模擬仿真。研究了輻致?lián)p耗、輻射劑量、光纖長度以及泵浦方式對輸出功率的影響,并對不同泵浦方式下增益光纖內(nèi)的熱效應(yīng)進行了分析。相關(guān)結(jié)果能夠為光纖激光器的輻射效應(yīng)研究工作及在輻射環(huán)境下的工程應(yīng)用設(shè)計提供參考。
【文章來源】:中國激光. 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
當a和b取不同值時,增益光纖的輻致?lián)p耗。(a)輻致?lián)p耗曲線;(b)圖1(a)虛線框部分的細節(jié)圖
當a和b取不同值時,光纖激光器的輸出功率
同時,隨著輻射劑量的增加,采用不同長度增益光纖的激光器的輸出功率均出現(xiàn)了明顯的下降。并且,在受不同劑量的輻射作用時,增益光纖的最優(yōu)長度也不同。在無輻射作用時,光纖激光器增益光纖的最優(yōu)長度為13.6 m;但是,在受到100 Gy的γ射線作用后,采用13.6 m長的增益光纖的激光器輸出功率比采用8.8 m增益光纖的激光器低了近30 W。相關(guān)結(jié)果表明,增益光纖的長度對輻射作用下光纖激光器的輸出功率也有著顯著的影響。這主要是因為光纖越長,光纖總的輻致?lián)p耗也越大,而激光器的輸出功率是增益與損耗等各個因素綜合平衡的結(jié)果。這也啟發(fā)人們,在對輻射環(huán)境中使用的光纖激光器進行工程設(shè)計時,應(yīng)該結(jié)合整個任務(wù)周期的輻射劑量來對增益光纖長度進行綜合考慮,無輻射環(huán)境中的最優(yōu)長度并不是好的選擇,選擇稍短一些的增益光纖可以在工作一定時間后獲得相對較高的功率輸出。3.3 泵浦方式對輸出功率的影響
【參考文獻】:
期刊論文
[1]γ射線輻照增益光纖影響激光器功率特性實驗[J]. 諶鴻偉,陶蒙蒙,趙海川,趙柳,沈炎龍,黃珂,馮國斌. 中國激光. 2019(12)
[2]高功率光纖激光熱光效應(yīng)及模式不穩(wěn)定閾值特性研究[J]. 李學文,于春雷,沈輝,柏剛,鄒星星,尤陽,全昭,李秋瑞,漆云鳳,何兵,周軍. 中國激光. 2019(10)
[3]高效率全國產(chǎn)化10 kW光纖激光器[J]. 陳曉龍,樓風光,何宇,王孟,徐中巍,郭曉晨,葉韌,張磊,于春雷,胡麗麗,何兵,周軍. 光學學報. 2019(03)
[4]摻銩光纖γ射線輻照效應(yīng)實驗研究[J]. 吳聞迪,余婷,陶蒙蒙,李興冀,葉錫生. 中國光學. 2018(04)
[5]光纖激光器輻照性能實驗研究[J]. 池俊杰,姜詩琦,張琳,于淼,王軍龍. 激光與光電子學進展. 2018(06)
[6]光纖放大器放大自發(fā)輻射特性與高溫易損點位置[J]. 羅億,王小林,張漢偉,粟榮濤,馬鵬飛,周樸,姜宗福. 物理學報. 2017(23)
[7]空間輻射物理及應(yīng)用研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 陳偉,楊海亮,郭曉強,姚志斌,丁李利,王祖軍,王晨輝,王忠明,叢培天. 科學通報. 2017(10)
[8]光纖激光模式不穩(wěn)定的新現(xiàn)象與新進展[J]. 史塵,陶汝茂,王小林,周樸,許曉軍,陸啟生. 中國激光. 2017(02)
[9]高功率光纖激光器熱效應(yīng)的研究進展[J]. 胡志濤,何兵,周軍,張建華. 激光與光電子學進展. 2016(08)
[10]γ射線輻照對摻Y(jié)b光纖材料性能的影響[J]. 黃宏琪,趙楠,陳瑰,廖雷,劉自軍,彭景剛,戴能利. 物理學報. 2014(20)
本文編號:3334706
【文章來源】:中國激光. 2020,47(04)北大核心EICSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
當a和b取不同值時,增益光纖的輻致?lián)p耗。(a)輻致?lián)p耗曲線;(b)圖1(a)虛線框部分的細節(jié)圖
當a和b取不同值時,光纖激光器的輸出功率
同時,隨著輻射劑量的增加,采用不同長度增益光纖的激光器的輸出功率均出現(xiàn)了明顯的下降。并且,在受不同劑量的輻射作用時,增益光纖的最優(yōu)長度也不同。在無輻射作用時,光纖激光器增益光纖的最優(yōu)長度為13.6 m;但是,在受到100 Gy的γ射線作用后,采用13.6 m長的增益光纖的激光器輸出功率比采用8.8 m增益光纖的激光器低了近30 W。相關(guān)結(jié)果表明,增益光纖的長度對輻射作用下光纖激光器的輸出功率也有著顯著的影響。這主要是因為光纖越長,光纖總的輻致?lián)p耗也越大,而激光器的輸出功率是增益與損耗等各個因素綜合平衡的結(jié)果。這也啟發(fā)人們,在對輻射環(huán)境中使用的光纖激光器進行工程設(shè)計時,應(yīng)該結(jié)合整個任務(wù)周期的輻射劑量來對增益光纖長度進行綜合考慮,無輻射環(huán)境中的最優(yōu)長度并不是好的選擇,選擇稍短一些的增益光纖可以在工作一定時間后獲得相對較高的功率輸出。3.3 泵浦方式對輸出功率的影響
【參考文獻】:
期刊論文
[1]γ射線輻照增益光纖影響激光器功率特性實驗[J]. 諶鴻偉,陶蒙蒙,趙海川,趙柳,沈炎龍,黃珂,馮國斌. 中國激光. 2019(12)
[2]高功率光纖激光熱光效應(yīng)及模式不穩(wěn)定閾值特性研究[J]. 李學文,于春雷,沈輝,柏剛,鄒星星,尤陽,全昭,李秋瑞,漆云鳳,何兵,周軍. 中國激光. 2019(10)
[3]高效率全國產(chǎn)化10 kW光纖激光器[J]. 陳曉龍,樓風光,何宇,王孟,徐中巍,郭曉晨,葉韌,張磊,于春雷,胡麗麗,何兵,周軍. 光學學報. 2019(03)
[4]摻銩光纖γ射線輻照效應(yīng)實驗研究[J]. 吳聞迪,余婷,陶蒙蒙,李興冀,葉錫生. 中國光學. 2018(04)
[5]光纖激光器輻照性能實驗研究[J]. 池俊杰,姜詩琦,張琳,于淼,王軍龍. 激光與光電子學進展. 2018(06)
[6]光纖放大器放大自發(fā)輻射特性與高溫易損點位置[J]. 羅億,王小林,張漢偉,粟榮濤,馬鵬飛,周樸,姜宗福. 物理學報. 2017(23)
[7]空間輻射物理及應(yīng)用研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 陳偉,楊海亮,郭曉強,姚志斌,丁李利,王祖軍,王晨輝,王忠明,叢培天. 科學通報. 2017(10)
[8]光纖激光模式不穩(wěn)定的新現(xiàn)象與新進展[J]. 史塵,陶汝茂,王小林,周樸,許曉軍,陸啟生. 中國激光. 2017(02)
[9]高功率光纖激光器熱效應(yīng)的研究進展[J]. 胡志濤,何兵,周軍,張建華. 激光與光電子學進展. 2016(08)
[10]γ射線輻照對摻Y(jié)b光纖材料性能的影響[J]. 黃宏琪,趙楠,陳瑰,廖雷,劉自軍,彭景剛,戴能利. 物理學報. 2014(20)
本文編號:3334706
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