引用本文:

蔡岳丰,刘海锋,刘波,等. 光纤放大器辐照损伤光致退火实验研究[J]. 光通信技术,2021,45(9):28-30.

光纤放大器辐照损伤光致退火实验研究

蔡岳丰1,刘海锋1,2*,刘 波1,2,乔元哲3,闫宝罗1,孟森森1

(1.南开大学 现代光学研究所,天津 300350; 2.南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),广东 珠海 519000;3.北京遥感设备研究所,北京 100094)

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摘要:针对辐照环境下光纤放大器输出性能的退化问题,对光纤放大器进行了辐照损伤后的光致退火实验研究。首先,介绍了辐射对光纤放大器的影响,在总辐照剂量约为280 krad时进行了辐照实验,获知辐射会引起输出功率、光信噪比分别下降7 dB、18 dB;然后,根据光致退火机理,进行了光纤放大器光致退火实验。实验结果表明:光致退火降低了光纤放大器的辐致损耗,与退火之前相比,放大器的输出功率恢复了5.2 dB,输出OSNR恢复了13 dB。

关键词:光纤放大器;输出功率;光致退火;辐照环境;辐致损耗

中图分类号:TN256 文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)09-0028-03

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.09.007

0 引言
      随着通信技术的不断发展,空间光通信功耗低、性价比高的优势正逐步体现。星载光纤放大器作为星际卫星光通信中的核心光器件,对空间辐射非常敏感[1]。通常情况下,当掺铒光纤和铒镱共掺光纤受到的辐照剂量达到几十krad量级时,其性能会受到较大影响[2]。于是,有人提出了用光致退火技术来恢复光纤性能[3],即当光纤被辐照时,通过导入大功率激光的方式来抑制光纤内色心的形成,最终起到加快恢复进程的作用[4]。
  目前,已有较多学者研究了光致退火技术对光纤放大器抗辐照性能的提升情况。2010年,PENG T S等人[5]采用了976 nm的激光进行退火,在室温下将辐射产生的功率损耗由25 dB降低至8 dB。2012年,GIRARD S等人[6]在90 krad的辐照剂量下采用2种方法进行光纤放大器的抗辐照性能测试,最终测得铈元素掺杂下的放大器输出功率下降了1.5 dB,继续进行预载氢处理后,能将辐致损耗降至0.2 dB。2018年,AYOUB L等人[7]研究了一种抗辐照光纤放大器,在100 krad的总辐照剂量下,放大器的输出功率损耗低于0.2 dB。但以上的研究工作都是基于光致退火作用来提升正处在辐照环境下的光纤放大器的抗辐照性能,本文则研究光致退火对光纤放大器辐照损伤的恢复作用。

5 结束语
      光纤放大器在空间辐射环境中的输出性能会发生退化,采用针对辐照损伤的光致退火技术作为一种恢复光纤中晶格缺陷的手段能降低光纤放大器的辐致损耗。本文通过辐照实验验证了辐射对光纤放大器输出性能的影响,并进行了辐照损伤光致退火实验,在光致退火过程后,光纤放大器的输出光功率恢复了5.2 dB,输出OSNR恢复了13 dB。对于星载光放大器,光致退火技术能利用设备的已有光源进行光致退火,且无需添加其它光退火器件,整个退火过程也不会损伤光纤的结构。因此,这项技术在加快星载光纤放大器辐照损伤恢复速度方面具备较大的应用潜力。