掺铥光纤γ射线辐照效应实验研究
2018-09-03吴闻迪陶蒙蒙李兴冀叶锡生
吴闻迪,余 婷,陶蒙蒙,李兴冀,叶锡生*
(1.中国科学院 上海光学精密机械研究所 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室,上海 201800;2.西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,陕西 西安 710024;3.哈尔滨工业大学 空间环境材料行为与评价技术国家级重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001)
1 引 言
光纤激光因光束质量好、可实现小型化轻量化等优点,已成为极具前景的激光技术之一[1-6],并已在激光通信、激光遥感、激光加工、激光医疗等领域获得日益广泛的应用。近年来,随着空间技术的快速发展,光纤激光器由于具有免维护特性好和抗震动能力强等优点,已引起了航天领域的极大关注。众所周知,地球空间轨道存在着大量的宇宙辐射,如中子、质子、γ射线、α射线等[6-7]。因此,对于光纤材料的空间应用,需考虑γ射线辐照等产生的辐致性能退化特性。
目前,人们已针对光通信类的传能和掺铒(Er)光纤等材料,开展了较为充分的空间辐照效应研究,而对于应用潜力不断增大的2 μm波段掺铥光纤(Tm-doped fiber,TDF)等新型高功率激光增益材料的耐空间辐照特性的研究则仍然比较少[8-9]。Nufern公司SM-TDF-10P/130-HE型光纤是目前国际上比较有代表性的主流商用TDF,但是对其耐空间辐照特性的实验研究尚未见报道。
本文以60Co源放射的γ射线作为辐照条件,探索辐致电离效应对Nufern公司SM-TDF-10P/130-HE型TDF性能的影响:分别使用5组同批次生产的TDF搭建激光器系统,在开机工作条件下对其中的TDF进行不同剂量率、相同总剂量的辐照效应在线测试,并结合该型光纤在辐照前、后的吸收光谱对比测试结果和受辐照光纤的泵浦漂白性能在线测试结果,给出初步实验与分析结论。……
