科学研究

稀土掺杂光纤光子暗化和主动辐照加固研究的新进展

来源:武汉光电国家研究中心   作者:  发布时间:2015年10月12日  点击量:

  近年来,双包层掺稀土光纤激光器以其高功率、高可靠性、低成本、高光束质量等优势广泛应用在工业加工、医疗、军事武器等领域。然而随着输出功率的逐步提高,和应用范围的扩展,掺镱光纤的光子暗化和掺铥光纤的辐照加固的研究分别得到越来越多的重视。
  武汉光电国家实验室光纤激光技术团队(FLTG)的李进延教授带领博士生赵楠等人率先发现793nm波长对掺镱光纤中光子暗化现象的有效漂白作用。该波长的LD相比于其他漂白波长LD,输出功率高达百瓦量级,成本低廉且尾纤尺寸多样,是消除高功率双包层掺镱光纤激光器中光子暗化现象的极有效途径。实验表明,超过68%的光子暗化附加损耗可被793nm漂白,且该漂白作用具有可重复性;通过采用915nm和793nm LD同时泵浦掺镱光纤,80%的附加损耗可被抑制。以上均证明793nm LD在掺镱光纤的功率稳定剂性能恢复方面发挥巨大作用。
  在掺铥光纤辐照加固研究方面,博士生邢颍滨在李进延教授等老师的指导下研究了多剂量辐照下掺铥光纤的泵浦漂白特性。在伽玛辐射场对芯包比为10/130um的双包层掺铥光纤进行辐照,总剂量为50-675Gy,辐照率为250Gy/h。辐照后,掺铥光纤的斜率效率下降,且下降的幅度与剂量大小成正相关。经过泵浦源若干小时的持续泵浦,效率有着明显的回升,回升幅度与剂量成正相关。同时,光纤在可见光和红外光的吸收进行辐照后明显增加,增加量与剂量成正相关,在经过泵浦漂白后吸收系数恢复。此研究为辐照环境中对掺铥光纤进行辐照加固提供很好的参考。
  该研究成果以论文“ 793nm泵浦对掺镱光纤中光子暗化现象漂白作用的研究”(793 nm pump induced photo-bleaching of photo-darkened Yb3+-doped fibers”)和“ 掺铥光纤基于泵浦漂白的主动辐照加固的研究”(Active radiation hardening of Tm-doped silica fiber based on pump bleaching)分别于2015年9月15日和2015年9月21日发表在美国光学学会(OSA)旗下杂志《光学快报》(Optics Express Vol.23, No.19,pp.25272-25278 和 Vol.23, No.19,pp.24236-24245))上。该项研究得到国家高科技研究发展计划(Grant No. 2013AA031501)和国家自然科学基金(Grant No. 61378070)以及武汉光电国家实验室主任基金资助。

(责任编辑:陈智敏)