面向空间激光通信应用的抗辐照掺铒光纤性能研究

作     者：王博 文建湘 陈子睿 罗艳华 庞拂飞 王廷云 

作者机构：上海大学特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地特种光纤与先进通信国际合作联合实验室 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：深空光纤陀螺用耐辐照、低损耗空芯光子带隙保偏光纤及器件研究(61935002) 

主　　题：抗辐照 掺铒光纤 光通信 辐照诱导增益变化 

摘      要：随着太空探索与星链激光通信等技术的飞速发展，有源光纤及其相关器件得到了广泛应用，由于太空环境的特殊性，相关应用必须考虑辐照环境的影响。本文研制了两种有源光纤EDF1与EDF2，从吸收特性光谱、发光特性光谱与激光输出特性等方面研究有源光纤的抗辐照性能。实验结果表明，包层掺杂铋元素的抗辐照掺铒光纤EDF2在经过1500 Gy剂量的辐照处理之后，在1300 nm处的辐致损耗为5.03 dB/m，相对未掺铋的掺铒光纤下降了37.5%；在1550nm波段处辐照诱导增益变化值（RIGV）为1.89 dB/kGy，比EDF1降低了31.9%;EDF2搭建相应光纤激光器的阈值功率上升了49m W，相对EDF1降低了26.9%。并从理论方面使用GEANT4软件进行仿真建模分析，验证了EDF2光纤在铋离子掺杂浓度为1.0 wt%时纤芯沉积能量相对最少。研制的抗辐照掺铒光纤在辐照恶劣环境方面具有重要的实际应用价值。