《表2 石英光纤中的常见点缺陷》

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《空间光通信用耐辐照掺铒/铒镱共掺光纤研究进展》

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EDF和EYDF光纤以石英作为基质材料，在实际制备过程中石英基质会产生一些本征点缺陷，如硅原子或氧原子缺位及填位、悬挂键以及过氧连接等，缺陷类型主要分为反磁性和顺磁性两种，具体如表2所示[16-18].反磁性缺陷包括氧空位（oxygen deficiency center，ODC）缺陷、过氧连接（peroxy linkage，POL）缺陷、间隙氧（interstitial oxygen，IO）缺陷、双氧杂硅烷（dioxane silane，DOS）环缺陷以及硅酰基心（silicon acyl center，SC）等类型[17，19-20]，是由于电子跃迁到导带而具有光吸收带引起的.顺磁性缺陷包括硅E’心、过氧基（peroxy radical，POR）、非桥氧空穴心（non-bridging oxygen hole center，NBOHC）以及第2类氧空位缺陷ODC（II）等缺陷[17，21].石英光纤材料经辐照后会产生大量的顺磁缺陷，这是引起RIA的主要原因.顺磁性缺陷都伴有光吸收带，这是由于半满带大多位于光学能隙中，因而空穴跃迁至价带及电子跃迁至导带都可能发生.通常来说，与基质材料的本征吸收和杂质吸收相比，这些缺陷导致的吸收损耗基本可以忽略不计，但当石英光纤遭受恶劣的电离辐照时缺陷吸收就成了导致其性能下降的关键因素.此外，有源光纤纤芯组分中除了稀土离子外，通常还有为了提高稀土离子溶解度以及为了改变光纤折射率或改善光纤性能而必须引入的共掺剂，如Al、P、Ge等.在EDF中，一般会掺入Al来抑制Er离子的团簇效应，同时使EDF的增益平坦化；而在EYDF光纤中，磷氧双键可以提供高能声子从而增加Yb3+和Er3+之间的能量传递.然而，这些共掺剂的引入会极大地增加光纤的辐照敏感性，使光纤的耐辐照性能降低[22].表2汇总了铝单掺、磷单掺、锗单掺石英光纤中常见点缺陷的结构模型和吸收峰.