一种减小空间辐射下掺铒光纤损耗的方法与流程

本发明涉及减小空间辐射下掺铒光纤损耗的方法，属于光学领域

背景技术：

激光雷达技术是一项基于激光发射与接收的遥测技术，是雷达技术与现代激光技术相结合的产物。开展全光纤星载相干测风激光雷达理论研究对于提高天气预测及全球气候研究水平具有重要的意义和价值。分析影响全球测风精度的影响因素有基于光纤器件的全光纤相干激光雷达原理，空间环境对激光雷达探测的影响和转置增益优化。

影响光纤器件辐射适应性的因素很多，包括材料、掺杂、制造工艺和辐射剂量。其它环境因素的复合效应，也会对光纤器件的辐射适应性产生影响，如振动、热真空等。鉴于EDFA(掺饵光纤放大器)可以极大提高发射功率和作用距离，改善系统探测效果，所以EDFA为代表的光纤放大器空间应用是实现全光纤光路相干探测的前提。

EDF(掺饵光纤)是EDFA里面最主要的元件，它充当放大介质的作用。EDF的辐射适应性的好坏，将直接影响EDFA在空间辐射环境中能否应用。为了评估掺铒光纤在空间辐射环境下的适应性，采用一种辐射源(Co⁶⁰γ射线源)产生出与空间环境近似等效的剂量率与辐射总量的方法，通过测量1310nm处光纤单位长度内损耗，测量光信号通过掺铒光纤的损耗情况。光纤辐射致衰减主要是光纤中色心光吸收的结果，而各种因素通过影响色心产生、色心退化而对光纤辐射致衰减起作用。

技术实现要素：

本发明的技术解决为题是：掺铒光纤在空间辐射环境下的适应性，减小空间辐射下掺铒光纤的损耗。采用一种辐射源(Co⁶⁰γ射线源)产生出与空间环境近似等效的剂量率与辐射总量的方法，通过测量1310nm处光纤单位长度内损耗，测量光信号通过掺铒光纤的损耗情况。研究了掺铒光纤所受辐射损耗跟工作温度的关系。

本发明还提出了光纤的辐射致衰减测量装置。包括耦合器，光纤跳线，辐照室，检测装置。以及掺饵光纤受到的辐射损耗和温度模型。

本发明的优点：重点突出辐射环境因素对掺铒光纤辐射致衰减的影响。

附图说明

图1光纤的辐射致衰减测量装置

图2掺铒光纤的损耗随剂量的变化情况

图3不同温度下辐射引入损耗的对比

图4掺铒光纤中Er³⁺离子的简化能级图和各种跃迁过程

具体实施方式

实施例 一种减小空间辐射下掺铒光纤损耗的方法

光纤的辐射致衰减测量装置包括耦合器，光纤跳线，辐照室，检测装置。实验采用Co⁶⁰γ射线源模拟空间电离辐射环境来研究光纤辐射效应。光源发出的光经2×2耦合器分成两束，一束作为测试光信号通过光纤跳线输入到被测光纤，另一束作为参考信号以补偿光源功率波动对测量的影响。光纤的输出信号由光纤跳线传输到辐照室之外，并由光功率计进行测量。为了避免能级跃迁对测试的影响，掺铒光纤采用了1310nm的光来测试。

在光纤材料中，存在一个色心形成和退化过程。温度越高，退化速率越大，因此，空间低温情况下，退化过程速率低，色心形成过程占主导，色心平衡点非常高，光纤材料中的高能粒子俘获效应就会相当严重，对光纤的辐射适应性有不利影响。温度对光纤的空间应用影响很大。实验中取1310nm波长下EDF(掺铒光纤)受到的辐射损耗与工作温度的关系。