消除掺镱光纤激光器中光子暗化现象研究取得进展

近年来，双包层掺稀土光纤激光器以其高功率、高可靠性、低成本、高光束质量等优势广泛应用在工业加工、医疗、军事武器等领域。然而随着输出功率的逐步提高，和应用范围的扩展，掺镱光纤的光子暗化和掺铥光纤的辐照加固的研究分别得到越来越多的重视。

武汉光电国家实验室光纤激光技术团队(FLTG)的李进延研究小组率先发现793 nm波长对掺镱光纤中光子暗化现象的有效漂白作用。该波长的LD相比于其他漂白波长LD，输出功率高达百瓦量级，成本低廉且尾纤尺寸多样，是消除高功率双包层掺镱光纤激光器中光子暗化现象的极有效途径。实验表明，超过68%的光子暗化附加损耗可被793 nm漂白，且该漂白作用具有可重复性；通过采用915 nm和793 nm LD同时泵浦掺镱光纤，80%的附加损耗可被抑制。以上均证明793 nm LD在掺镱光纤的功率稳定剂性能恢复方面发挥巨大作用。

在掺铥光纤辐照加固研究方面，该研究小组研究了多剂量辐照下掺铥光纤的泵浦漂白特性。在伽玛辐射场对芯包比为10/130 mm的双包层掺铥光纤进行辐照，总剂量为50-675 Gy，辐照率为250 Gy/h。辐照后，掺铥光纤的斜率效率下降，且下降的幅度与剂量大小成正相关。经过泵浦源若干小时的持续泵浦，效率有着明显的回升，回升幅度与剂量成正相关。同时，光纤在可见光和红外光的吸收进行辐照后明显增加，增加量与剂量成正相关，在经过泵浦漂白后吸收系数恢复。此研究为辐照环境中对掺铥光纤进行辐照加固提供很好的参考。

该研究成果以论文“793 nm泵浦对掺镱光纤中光子暗化现象漂白作用的研究”（793 nm pump induced photo-bleaching of photo-darkened Yb3+-doped fibers”）和“掺铥光纤基于泵浦漂白的主动辐照加固的研究”（Active radiation hardening of Tm-doped silica fiber based on pump bleaching）分别于2015年9月15日和2015年9月21日发表在美国光学学会（OSA）旗下杂志《光学快报》（Optics Express, 2015, 23, 19, 25272-25278和Optics Express, 2015, 23, 19, 24236-24245）上。