氟化物光纤太空制造成功完成微重力环境技术验证
空间应用中心太空制造技术团队联合上海光机所红外玻璃光纤团队,利用电磁弹射微重力模拟设施,成功开展了我国首次氟化物光纤太空制造技术验证。验证过程共开展4次微重力实验(每次持续4.2s),微重力水平达到10-4g,光纤样品分析表明,微重力制备过程中析晶程度有明显改善,光纤的光强传输损耗值为重力环境下的1/5。

重力环境和微重力环境:光纤表面和内部形态

重力环境和微重力环境:光纤测试结果
据团队负责人王功研究员介绍,氟化物玻璃在地球重力环境制备过程中不可避免地发生析晶行为,难以获得极低的理论传输损耗。国外已有研究表明,微重力环境可抑制重力引起的熔体组分对流,大幅降低熔体成核和微晶生长速度,降低玻璃材料在凝固过程中的析晶程度,进而大幅度减低光强传输损耗。
上海光机所红外玻璃光纤团队前期开展了氟化物预制棒低缺陷制备全链路研究,获得太空制造用耐辐照低缺陷氟化物光纤预制棒。据实验装置负责人刘亦飞高工介绍,本次实验自主研发了面向太空环境的小型氟化物光纤制造装置,长度为700mm,功率600W。

基于电磁弹射平台的微重力光纤制备实验
本次实验验证了太空氟化物光纤制造的技术原理,针对未来太空环境下超低损耗光纤稳定制造的要求,研究团队将在设备小型化、光纤均匀性等方面继续开展关键技术攻关。
本次实验利用的电磁弹射微重力实验装置,是基于中心自主研发的电磁垂直弹射和微/低重力控制技术,该装置能够为100kg实验载荷提供≮4秒的微/低重力时间,实现了微重力水平优于10μg、过载加速度≯5g、实验间隔≯10分钟的国际先进水平,装置还能够用于模拟月球重力(1/6g)、火星重力(1/3g)等低重力环境。
本次任务得到了中国科学院基础科学研究局的支持。
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