近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)共摻Ge離子制備了一種抗輻射摻Er石英玻璃及光纖，并研究了其抗輻射機(jī)理。相關(guān)研究成果已發(fā)表于《光學(xué)材料快報(bào)》(Optical Materials Express)，并被主編選為Editor's pick。

稀土摻雜有源光纖激光器或放大器具有重量輕、體積小、電光轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn),在空間激光通訊、空間激光雷達(dá)、太空垃圾處理及軍事等方面有重要應(yīng)用價(jià)值。然而，空間輻射環(huán)境會(huì)導(dǎo)致稀土摻雜有源光纖的光學(xué)損耗和噪聲系數(shù)急劇增加，輸出激光斜效率或增益性能急劇下降。這給面向空間應(yīng)用的光纖激光器或放大器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性帶來(lái)了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)Ge離子共摻制備一種抗輻射摻Er石英玻璃及光纖，并通過(guò)輻射誘導(dǎo)吸收及電子順磁共振光譜鑒定了輻射產(chǎn)生的色心種類，并提出了Al和Ge相關(guān)色心的形成和轉(zhuǎn)換過(guò)程以及共摻雜的抗輻射機(jī)理。通過(guò)在線X射線輻射實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ge共摻可以顯著提高摻Er光纖放大器（EDFA）輻射后的增益性能。這項(xiàng)工作為未來(lái)空間EDFA應(yīng)用中輻射硬化摻Er石英光纖芯玻璃成分的優(yōu)化和設(shè)計(jì)提供了必要的參考。

輻射誘導(dǎo)產(chǎn)生的Al-和Ge-相關(guān)缺陷的結(jié)構(gòu)模型