近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室通過共摻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理。相關研究成果已發(fā)表于《光學材料快報》(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、電光轉換效率高等優(yōu)點,在空間激光通訊、空間激光雷達、太空垃圾處理及軍事等方面有重要應用價值。然而，空間輻射環(huán)境會導致稀土摻雜有源光纖的光學損耗和噪聲系數(shù)急劇增加，輸出激光斜效率或增益性能急劇下降。這給面向空間應用的光纖激光器或放大器的長期穩(wěn)定性帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。

研究團隊通過Ge離子共摻制備一種抗輻射摻Er石英玻璃及光纖，并通過輻射誘導吸收及電子順磁共振光譜鑒定了輻射產生的色心種類，并提出了Al和Ge相關色心的形成和轉換過程以及共摻雜的抗輻射機理。通過在線X射線輻射實驗結果表明，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。這項工作為未來空間EDFA應用中輻射硬化摻Er石英光纖芯玻璃成分的優(yōu)化和設計提供了必要的參考。

輻射誘導產生的Al-和Ge-相關缺陷的結構模型