极端条件下光纤微结构演变及暗化动力学过程研究

基本信息
批准号:U1830203
项目类别:联合基金项目
资助金额:256.00
负责人:张勤远
学科分类:
依托单位:华南理工大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:钱奇,吴卫东,周晓燕,陈东丹,夏汉定,曾勇,冯洲明,王伟超,宋恩海
关键词:
光纤微结构光纤激光器玻璃光纤光暗化机理辐照损伤
结项摘要

Laser-induced damage (LID) and radiation-induced darkening (RD) leading to performance degradation of optical fiber and fiber devices have a huge impact on their development in the field of high energy density science including Inertial Confinement Fusion (ICF), high energy light sources, etc. This project aims to investigate laser induced damage and radiation-induce darkening of optical fiber and fiber devices under extreme conditions, which involved in the materials, physics and optics basic science and application problems. Systematic investigation with emphasis on the kinetics of fiber microstructure damage between core/cladding interface, the evolutionary dynamics characteristics of rare-earth ions coordination environment in fiber core and their chemical valence state statistical distribution ratio, the development and evolution of vacancy defects based on the time-resolved technology with high-repetitive frequency femtosecond light source, the synergistic effect of electron-hole migration and energy state variation, and the relationship between the various physical mechanisms and the application performance of optical fiber. The purpose of this project is to elucidate the characteristic parameters and basic laws of the damage kinetics process of optical fiber materials induced by laser and/or radiation irradiation, which would provide a solid theoretical and practical foundation for the application of optical fiber and fiber-based devices in extreme conditions.

随着人们对大功率、高能量以及极端条件下光纤激光系统的不断追求,强激光和强辐射诱导损伤光纤及其元器件已经成为大型光纤激光系统和光纤基光电探测技术继续发展的瓶颈。本项目以研究大功率、高能量以及极端条件下石英光纤和特种玻璃光纤微结构演变及暗化动力学过程所涉及的材料、物理和光学基础科学问题为目标,着重研究极端条件下光纤芯/包界面微结构损伤规律、纤芯中稀土离子配位环境及化学价态统计配分比的演化动力学特性、基于高重频飞秒光源的时间分辨技术开展纤芯中空位型缺陷产生及演化特性、光纤材料电子-空穴的迁移和能量状态变化的协同作用以及上述各类物理机制与光纤应用性能之间的关联关系等基础问题。阐明光纤材料损伤动力学过程的特征参数及其基本规律,为解决光纤材料及其元器件在极端条件下的应用问题奠定坚实的理论和实践基础。

项目摘要

强激光诱导损伤(LID)和强辐射光纤暗化(RID)导致光纤及光纤激光器性能受损甚至破坏,严重影响包括激光核聚变、高能激光系统等,成为大型光纤激光系统发展的关键问题和瓶颈。本项目以研究大功率高能量以及极端条件下石英光纤和特种玻璃光纤微结构演变及暗化动力学过程所涉及的材料、物理和光学基础科学问题为目标。本项目着重研究了光纤芯/包界面微结构损伤规律、纤芯中稀土离子配位环境及化学价态统计配分比的演化动力学特性、光纤材料电子-空穴的迁移和能量状态变化的协同作用等基础问题。本项目获得了光纤材料强激光诱导损伤和强辐射光纤暗化损伤过程的一些特征参数并初步阐明了损伤基本规律,为解决光纤材料及其元器件在极端条件下的应用问题奠定理论和实践基础。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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