Nedávno výskumná skupina Lili Hu v Oddelení pokročilých laserových a optoelektronických funkčných materiálov, Šanghajský inštitút optiky a presných strojov (SIPM), Čínska akadémia vied (CAS), navrhla novú schému založenú na optimalizácii intenzity poľa Er. - dopované silikátové vlákno ako zosilňovač na rozšírenie širokopásmového pásma L. Súvisiace výsledky výskumu boli publikované v Optics Letters pod názvom "Er-dopované silikátové vláknové zosilňovače v L-pásme s plochým ziskom".
Rýchly rozvoj veľkých dát a umelej inteligencie kladie vyššie požiadavky na kapacitu multiplexorov s hustou vlnovou dĺžkou (DWDM) v optických komunikačných systémoch novej generácie. V porovnaní s dobre vyvinutým zosilňovačom s vláknom dopovaným erbiom (EDFA) v pásme C (1530-1565 nm) sa EDFA v pásme L (1565-1625 nm) stal novou generáciou produktov optickej komunikácie s rozšírením kapacity. Vývoj L-pásmových EDFA však čelí ťažkostiam a výzvam: zisk vlákien dopovaných Er je obmedzený prierezom emisií s nízkymi dlhými vlnami a silnou absorpciou excitovaného stavu, čo vedie k malému zisku pri vlnových dĺžkach väčších ako 1600 nm. . Preto je kľúčovým vedeckým problémom, ktorý je v súčasnosti potrebné vyriešiť pre širokopásmové zosilňovače L-pásma, ako zvýšiť zisk na dlhých vlnových dĺžkach vláknitých materiálov dopovaných Er.
Výskumný tím navrhuje novú schému metódy modulácie intenzity mikroskopického iónového poľa na zvýšenie zisku a spektrálne tvarovanie Er iónov v silikátovej vláknitej matrici. Uskutočniteľnosť silikátového vlákna ako matrice na zvýšenie zisku na dlhých vlnových dĺžkach pre Er ióny je potvrdená teoreticky aj experimentálne. Schéma získala priaznivé účinky výrazného zvýšenia zisku L-pásma a optimalizácie plochosti zisku v silikátových vláknach dopovaných Er. Prijatím celovláknovej schémy heterogénneho spájania vlákien s použitím iba 1,5 m silikátového vlákna je koeficient zosilnenia pri najdlhšej vlnovej dĺžke 1625 nm v L-pásme 4,7 dB/m, čo je lepšie ako u kremenné vlákno {{10}},3 dB/m. Plochosť zisku tohto vlákna v pásme L je navyše 0,8 dB, čo je lepšie ako u kremenného vlákna 5 dB. V porovnaní s kremenným vláknom má vlákno vysokú koncentráciu dopantu. V porovnaní s kremenným vláknom má toto vlákno vysokú koncentráciu dopingu, krátku dĺžku použitia a veľký koeficient zosilnenia, čo poskytuje kľúčovú materiálovú podporu pre novú generáciu L-band EDFA.
Táto práca je podporovaná Národnou nadáciou pre prírodné vedy v Číne a národnými kľúčovými programami.
Obr. 1 Zosilnenie L-pásma silikátového vlákna dopovaného Er
