摻Y(jié)b光纖材料的抗輻照性能研究.pdf

1、近年來隨著光纖激光、光纖放大器的發(fā)展，摻稀土光纖材料在通信、醫(yī)療、探測、軍事等領(lǐng)域的使用得到迅猛地發(fā)展。以摻Y(jié)b雙包層光纖作為增益介質(zhì)的光纖激光器，具有高可靠性、高效率、高光束質(zhì)量、重量輕及體積小等優(yōu)勢，其應(yīng)用范圍已經(jīng)從傳統(tǒng)領(lǐng)域拓展到太空、加速器、核設(shè)施等惡劣應(yīng)用環(huán)境中。然而，在這些特定環(huán)境中使用時，光纖材料會因為受到諸如γ射線、質(zhì)子、中子等重離子的輻射而導(dǎo)致光纖性能顯著下降，有時甚至導(dǎo)致光纖材料性能的完全失效。所以有必要對摻稀土光纖在

2、輻照環(huán)境下的光學(xué)性能進(jìn)行深入的研究。
　　本論文中，我們通過對10/130的摻Y(jié)b雙包層石英光纖進(jìn)行Co60γ射線輻照實驗，測試了摻Y(jié)b光纖在輻照前和不同劑量輻照后的吸收譜、預(yù)制棒紫外可見光吸收譜和激光性能。實驗結(jié)果表明：光纖中已存在的色心缺陷（如ODC（Ⅱ））和輻照引起的色心缺陷（如E’心、POR以及Yb2+離子）等因素的疊加作用可能導(dǎo)致輻照后的光纖在可見光區(qū)域的吸收顯著增大；與輻照前相比輻照后光纖的斜率效率、光光效率顯著下降，

3、輻照劑量越大光纖激光性能下降的越厲害；基于Power-Law定理擬合了光纖在不同劑量下輻致?lián)p耗和所受劑量的關(guān)系曲線，定量分析了不同劑量輻照后光纖激光性能下降的原因。
　　通過單摻Y(jié)b光纖和Yb/Ce共摻光纖的輻照前后吸收譜對比研究，我們發(fā)現(xiàn)：Ce離子由于存在Ce3+和Ce4+兩種狀態(tài)，故可以捕獲輻照過程中產(chǎn)生的自由電子和空穴對，減少色心的形成，能很好地改善摻Y(jié)b光纖的抗輻照性能?；谳椪者^的摻Y(jié)b玻璃在經(jīng)過高溫前后的熒光譜，我們研