一种耐辐射石英光纤预制棒芯棒及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种耐辐射石英光纤预制棒芯棒及其制备方法。具体地，本发明专利技术提供了一种耐辐射石英光纤预制棒芯棒，所述芯棒中至少包含一种激活离子(Yb

【技术实现步骤摘要】
一种耐辐射石英光纤预制棒芯棒及其制备方法
本专利技术涉及光纤制造领域，特别是一种耐辐射石英光纤预制棒芯棒及其制备方法。
技术介绍
稀土(如Yb、Er、Tm)掺杂石英光纤激光器或放大器具有重量轻、体积小、电光转换效率高、峰值功率高、线宽窄等优势，在空间通讯、激光雷达、太空垃圾处理、机载激光武器等方面具有重要应用价值。然而，激光器或放大器在执行太空任务时，将面临恶劣的粒子辐射(如质子、电子、X射线和γ射线)。粒子辐射会导致激光器或放大器内有源光纤的损耗急剧增加，激光斜率效率大幅下降，严重时甚至没有激光输出。研究表明稀土掺杂有源光纤在相同辐射条件下的诱导损耗比非稀土掺杂无源光纤的诱导损耗大1000倍以上。例如，我们早期的实验结果表明50kradX射线辐射后，Ge4+单掺石英光纤和Yb3+/Al3+/P5+共掺石英光纤的辐射诱导损耗分别为5.2dB/km和5.1dB/m。共掺铝或磷可以提高稀土离子在石英基质中的溶解度和调控纤芯折射率，但辐射诱导形成的铝或磷相关色心是导致稀土掺杂有源光纤损耗急剧增加的最主要原因(TheJournalofPhysi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐辐射石英光纤预制棒芯棒，其特征在于，所述预制棒芯棒为包含激活离子、共掺离子及-OD基团的二氧化硅玻璃，其中所述激活离子为Yb

【技术特征摘要】
1.一种耐辐射石英光纤预制棒芯棒，其特征在于，所述预制棒芯棒为包含激活离子、共掺离子及-OD基团的二氧化硅玻璃，其中所述激活离子为Yb3+、Er3+中的一种或两种的组合，共掺离子为Al3+、P5+、Ge4+、Ce3+、F-中的一种或几种的组合，所述-OD基团在整个物质中的质量占比为5～150ppm。


2.根据权利要求1所述的耐辐射石英光纤预制棒芯棒，其特征在于，所述预制棒芯棒的成分范围为：Yb2O3：0～0.3mol％，Er2O3：0～0.2mol％，Al2O3：0～3mol％，P2O5：0～5mol％，GeO2：0～10mol％，Ce2O3：0～0.3mol％，F：0～2％mol％，SiO2：90～99mol％。


3.根据权利要求1所述的耐辐射石英光纤预制棒芯棒，其特征在于，所述预制棒芯棒的粉末样品经1700Gy伽马射线辐射后的辐致色心浓度为1*1014spins/mm3～150*1014spins/mm3，所述粉末样品的质量约200mg，粒径小于1mm。


4.根据权利要求1所述的耐辐射石英光纤预制棒芯棒，其特征在于，通过以下步骤制成：
S1：提供未经预处理的石英光纤预制棒芯棒；
S2：对步骤S1所述的预制棒芯棒进行载气处理；
S3：对载气处理后的预制棒芯棒进行高能射线预辐照处理；
S4：对预辐照后的预制棒芯棒进行热退火处理。


5.根据权利要求4所述的耐辐射石英光纤预制棒芯棒，其特征在于，所述未经预处理的石英光纤预制棒芯棒通过
1)采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法结合真空烧结工艺制备；或者，
2)采用改进的化学气相沉积(MCVD)法结合溶液掺杂工艺制备。


6.根据权利要求4所述的耐辐射石英光纤预制棒芯棒，其特征在于，所述载气为纯氘气或者氘气与其它气体的混合气体，所述氘气占所述混合气体的体积比为1％-...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵冲云，胡丽丽，于春雷，楼风光，王孟，焦艳，张磊，王世凯，许晓青，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31