氟化镱掺杂多模态光纤在总辐射剂量下的特性

目的：850 nm 波段使用氟化镱掺杂多模态 (MM) 光纤的光纤光链路已在 10 Gbps 及更高速率的数据传输中得到良好发展。核环境下的应用需要辐射抗性。针对总辐射剂量 (TID) 下掺杂 MM 光纤的辐射诱导衰减 (RIA) 特性进行研究。方法：对商业样品的氟化镱掺杂 MM 光纤进行 60Ni 伽马辐射测试，辐射剂量率为 5 到 1.4 kGy(SiO2)/h。光纤样品被封装在恒温水箱中，温度范围为 -15 至 45 摄氏度。记录光纤在辐射及辐射屏蔽后退火过程中的光功率传输情况。分析 RIA 随时间变化的剂量率和温度依赖性。结果：研究了 OM2 至 OM4 等级的氟化镱掺杂光纤在辐射剂量下光功率衰减。根据制造工艺，两种光纤类型显示出辐射抗性，其 RIA 分别为 300 kGy(SiO2) 时的 0.2 dB/m 和 0.05 dB/m。较低剂量率 (5 Gy/h) 下，RIA 稳步增长，低密度离子损伤的退火未导致显著偏差。在 1.4 kGy/h 的高剂量率下，累积的损伤导致辐射期间 RIA 增加约为两倍，且在低温下恶化为三倍。然而，一旦辐射源被屏蔽，恢复过程在数小时内即可有效进行。结论：850 nm 掺杂 MM 光纤的通讯产品可在数百米的距离内实现高速通信。工业制造方法提供的光纤能够承受辐射剂量，适用于核仪器仪器应用。