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。

采用稀土掺杂光纤（又称有源光纤）制成的光纤激光器和光纤放大器具有优异的光学性能，已被广泛应用于太空、核电设施及高能物理设施中。有源光纤对辐照十分敏感，当其处于上述辐照环境时易产生辐致损耗，导致光学性能迅速恶化，因此，提高有源光纤的抗辐照性能十分有必要。本文简要介绍了有源光纤在辐照环境下的应用背景以及面临的问题，并从有源光纤的辐照特性、影响辐照特性的因素和有源光纤抗辐照手段三个方面详细介绍了国内外抗辐照有源光纤的研究进展，最后对抗辐照有源光纤未来的研究趋势进行了展望。

在辐射环境中工作的光纤激光器受到的辐射损伤会导致激光器功率退化,进而引起辐射致产热,从而影响到激光器的正常应用和系统安全。基于此,建立一种辐射环境表征参量与光纤激光器增益光纤内功率、热效应和温度分布的关系模型,开展稳态γ射线作用下掺镱双包层光纤激光器的功率特性及热效应的数值模拟仿真。研究了辐致损耗、辐射剂量、光纤长度以及泵浦方式对输出功率的影响,并对不同泵浦方式下增益光纤内的热效应进行了分析。相关结果能够为光纤激光器的辐射效应研究工作及在辐射环境下的工程应用设计提供参考。

采用离线和在线两种方式对光纤激光器的增益光纤进行γ射线辐照,实验研究了γ射线辐照对激光器功率特性的影响。通过离线辐照实验发现,经过一定剂量的射线辐照,当泵浦功率大于某一值之后,光纤激光器的斜率效率基本保持不变。通过总辐射剂量为2580 Gy的在线辐照实验发现,激光器的输出功率在辐照初期呈指数衰减,降到最低值之后,会出现小幅的回升,然后趋于稳定。通过计算光纤激光器在两种辐照方式下的功率退化率随辐射剂量的变化规律后发现,在辐照的初期,在线辐照激光器的功率退化率较大,但是随着辐射剂量的增加,两种辐照方式下激光器的功率退化率逐渐趋于一致。采用光纤辐致损耗的色心理论对实验结果进行了初步解释。

针对高功率光纤激光器的空间应用,采用976 nm和915 nm两种波段作为抽运源的光纤激光器进行辐照实验,采用的有源光纤均为20/400 μm掺镱光纤,输出功率分别为32.68 W和32.04 W。辐照源为Co ⁶⁰源γ射线,总辐照剂量为12.4 krad,辐照后976 nm和915 nm抽运光纤激光器输出功率分别降至20.09 W和5.63 W。研究结果表明,976 nm抽运光纤激光器抗辐照性能优于915 nm抽运光纤激光器。另外,采用无源器件,如光纤合束器和包层光剥离器进行辐照实验,结果发现辐照后光纤合束器耦合效率降低,包层光剥离器的剥离度增大,故辐照对无源器件也有影响。