Nedavno je istraživačka grupa Lili Hu u Odjelu za napredne laserske i optoelektroničke funkcionalne materijale, Šangajski institut za optiku i precizne strojeve (SIPM), Kineska akademija znanosti (CAS), predložila novu shemu temeljenu na optimizaciji jakosti polja Er -dopirano silikatno vlakno kao pojačalo za proširenje širokopojasnog L-pojasa. Povezani rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Optics Letters pod naslovom "Er-doped silicate fiber amplifiers in the L-band with flat gain".
Brzi razvoj velikih podataka i umjetne inteligencije iznio je veće zahtjeve za kapacitet multipleksera s podjelom guste valne duljine (DWDM) u optičkim komunikacijskim sustavima sljedeće generacije. U usporedbi sa zrelo razvijenim vlaknastim pojačalom dopiranim erbijem C-pojasa (1530-1565 nm) (EDFA), L-pojas (1565-1625 nm) EDFA postao je nova generacija optičkih komunikacijskih proizvoda koji proširuju kapacitet. Međutim, razvoj L-pojasnih EDFA suočava se s poteškoćama i izazovima: pojačanje vlakana dopiranih Er ograničeno je niskim presjekom dugovalne emisije i jakom apsorpcijom u pobuđenom stanju, što rezultira malim pojačanjem na valnim duljinama većim od 1600 nm. . Stoga je ključni znanstveni problem koji trenutno treba riješiti za L-pojasna širokopojasna pojačala, kako poboljšati dugovalno pojačanje materijala od vlakana dopiranih Er.
Istraživački tim predlaže novu shemu mikroskopske metode modulacije jakosti ionskog polja za povećanje pojačanja i spektralno oblikovanje Er iona u matrici silikatnih vlakana. Izvedivost silikatnog vlakna kao matrice za poboljšanje pojačanja dugih valnih duljina za Er ione potvrđena je teoretski i eksperimentalno. Shema je dobila korisne učinke značajnog poboljšanja pojačanja L-pojasa i optimizacije ravnosti pojačanja u silikatnim vlaknima dopiranim Er. U međuvremenu, usvajanjem sheme spajanja heterogenih vlakana sa svim vlaknima, koristeći samo 1,5 m silikatnog vlakna, koeficijent pojačanja na najdužoj valnoj duljini od 1625 nm u L-pojasu je 4,7 dB/m, što je bolje od onog kod kvarcno vlakno od {{10}}.3 dB/m. Osim toga, ravnomjernost pojačanja ovog vlakna u L-pojasu je 0,8 dB, što je bolje nego kod kvarcnog vlakna od 5 dB. U usporedbi s kvarcnim vlaknom, vlakno ima visoku koncentraciju dopanta. U usporedbi s kvarcnim vlaknom, ovo vlakno ima visoku koncentraciju dopinga, kratku duljinu uporabe i veliki koeficijent pojačanja, što pruža ključnu materijalnu podršku za novu generaciju L-pojasnog EDFA.
Ovaj rad podupiru Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine i Nacionalni ključni programi.
Slika 1 Pojačanje L-pojasa silikatnog vlakna dopiranog Er
