引用本文:

江镭,郭跃,刘静,等. 小型化抗辐照EDFA研究[J]. 光通信技术,2023,47(1):77-80.

小型化抗辐照EDFA研究

江 镭,郭 跃,刘 静,金操帆

(中国电子科技集团公司 第二十三研究所,上海201900)

【下载PDF全文】 【下载Word】

摘要:为了研制面向卫星激光通信的小型化抗辐照掺铒光纤放大器(EDFA),介绍了掺铒光纤(EDF)在辐照环境下的失效机理,研究了不同掺铒浓度EDF的辐照性能,对比了不同材料复合屏蔽结构的抗幅照性能,最终实现了一种尺寸为60 mm× 60 mm×15 mm、输出功率超过23 dBm和在20 krad(SI)辐照剂量下输出功率波动幅度低于0.1 dB的高性能小型化抗辐照EDFA。

关键词:抗辐照;掺铒光纤放大器;小型化;卫星光通信

中图分类号:TN929.1 文献标志码:文章编号:1002-5561(2023)01-0077-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.01.014

0 引言

    随着光纤通信的快速发展,掺铒光纤放大器(EDFA)凭借优异的光学性能已被广泛地应用于陆地和海底通信系统。目前,卫星激光通信需求日益增长,迫切需要使用EDFA提高空间系统远距离通信能力[1-3]。然而,EDFA易受空间辐射环境的影响,随着辐射强度的增加其增益会显著下降,严重影响传输性能。因此,开展抗辐照EDFA的研究显得尤为重要,抗辐照EDFA已成为研究热点 [4-7]。2010年,马晶团队[4]首次通过实验分析了EDFA输出功率、中心波长等性能参数在星间光通信应用中受辐照环境的影响,明确了EDFA在低轨应用的可行性。2013年,长春理工大学团队[5]提出通过退色心、预辐射和载氢等抗辐照技术来提高EDFA的抗辐照能力,最终降低了掺铒光纤(EDF)的辐射衰减量。2017年,胡宗华等人[6]基于一种新型EDF搭建了EDFA实验系统,EDFA在70 krad(SI)的辐照剂量下的增益下降了0.35 dB。同年,LADACI A等人[7]通过优化模型仿真和实验对比了EDFA的抗辐照性能,发现优化光纤长度和泵浦方案对降低EDFA辐照敏感性具有重要意义。

   上述文献虽然开展了EDFA的抗辐照研究,但主要侧重于EDF而非EDFA,尤其未涉及EDFA的小型化研究。为此,本文开展小型化抗辐照EDFA研究。


3 结束语

  本文开展了面向卫星光通信应用的小型化抗辐照EDFA研究,理论分析了EDF失效机理,分别对比了不同掺铒浓度EDF的抗辐照性能,钨合金和硬铝2种常用屏蔽材料的辐照屏蔽性能,以及不同厚度硬铝结构的辐照屏蔽性能差异,研制了高性能小型化抗辐照EDFA,尺寸仅为60 mm×60 mm×15 mm,输出功率超过23 dBm,20 krad(SI)辐照剂量下输出功率波动幅度低于0.1 dB,在卫星光通信中具有良好的应用前景。