Sällsynta jorddopade aktiva fibrer är avgörande i rymdbaserade applikationer, såsom rymdlaserkommunikation, laserradar, och rymdavfallshantering. Dock, rymdstrålningsmiljön kan leda till en kraftig ökning av den optiska förlusten av sällsynta jordartsmetalldopade aktiva fibrer, och en kraftig minskning av utgående laserlutningseffektivitet eller förstärkningsprestanda. Därför, det är mycket viktigt att förbättra strålningsbeständigheten hos sällsynta jordartsmetalldopade kiseldioxidfibrer.

Nyligen, ett forskarlag från Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics vid den kinesiska vetenskapsakademin har förberett ett strålningsbeständigt Er (erbium)-dopat kiseldioxidglas och optisk fiber genom samdopning med germanium (Ge) joner. de undersökte också den relaterade strålningsmotståndsmekanismen. Resultaten har publicerats i Optical Materials Express den 3 juni och valts ut som redaktörens val.

I det här arbetet, forskarna introducerade kort rymdstrålningsmiljön för tillämpningskraven, och utmaningarna med aktiva fibrer i rymden.

Forskarna förberedde Ge-jonsamdopade silikaglas och fibrer, och de strålningsinducerade färgcentrumen identifierades genom inducerad absorption och elektronparamagnetisk resonansspektroskopi. Sedan föreslog de bildandet och omvandlingsprocessen av aluminium (Al) och Ge-relaterade färgcentra och strålningsmotståndsmekanismen för Ge-samdopning.

Resultaten av online-röntgenstrålningsexperiment visar att Ge-samdopning avsevärt kan förbättra förstärkningsprestandan hos Er-dopad fiberförstärkare (EDFA) efter strålning.

Detta arbete tillhandahåller en nödvändig referens för optimering och design av strålningshärdande Er-dopad kiselfiberkärnglassammansättning för framtida rymd-EDFA-applikationer.