Ce掺杂对空间激光通信掺铒光纤的耐辐照影响研究

Wen Xuan, Wang Gencheng,Gao Xin,Feng Zhanzu,An Heng,Yin Hong,Wang Jun,She Shengfei,Hou Chaoqi,Yang Shengsheng

Infrared and Laser Engineering（2023）

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摘要

辐照环境下掺铒光纤性能下降严重影响了其在空间环境中的应用,而Ce可以凭借其变价能力抑制光纤的辐致损伤效应.利用螯合物气相沉积法制备了不同Ce掺杂量的掺铒光纤,在常温下使用60Co辐照源对光纤进行了累积剂量100krad、剂量率6.17 rad/s的辐照实验.通过吸收损耗谱的测试发现Ce掺杂含量高的光纤在辐照后损耗为419.185 dB/km@1200 nm,且荧光寿命变化量减小了0.578 ms.通过切片芯层透过率及电子顺磁共振测试发现Ce掺杂可以有效降低光纤中Al和Ge相关的色心缺陷数量.最后通过增益测试验证了 Ce掺杂对掺铒光纤抗辐照能力的改善,辐照后高Ce掺杂的光纤比未掺杂Ce光纤的增益高出4.15 dB.实验结果表明,Ce掺杂可以有效增强掺铒光纤抗辐照性能,这一结论对掺铒光纤在太空中的应用具有重要意义,该研究结果能够为后续掺铒光纤的耐辐照加固及其在空间中的应用提供参考.

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