【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院上海光學精密機械研究所先進激光與光電功能材料部胡麗麗研究員課題組，提出一種基于場強優化的摻Er硅酸鹽光纖作為擴展L波段寬帶放大器的新方案，相關研究成果以“Er-doped silicate fiber amplifiers in the L-band with flat gain”為題發表于Optics Letters。
大數據、人工智能的快速發展對新一代光通信系統中密集波分復用器(DWDM)的容量需求提出了更高的要求。相較于發展成熟的C波段(1530-1565nm)摻鉺光纖放大器(EDFA)，L波段(1565-1625nm)EDFA成為了新一代擴容光通信產品。然而，L波段EDFA的發展面臨著困難和挑戰：摻Er光纖的增益受到長波發射截面低、激發態吸收嚴重的限制，導致波長大于1600nm的增益很小。因此，如何提升摻Er光纖材料的長波增益是目前L波段寬帶放大器亟需解決的關鍵科學問題。
研究團隊提出一種微觀離子場強調控法，在硅酸鹽光纖基質中對Er離子進行增益提升、光譜整形的新方案。從理論和實驗兩方面證實了硅酸鹽光纖作為Er離子的長波增益增強基質的可行性。該方案在摻Er硅酸鹽光纖中獲得了L波段增益明顯提升、增益平坦度明顯優化的有益效果。同時，通過采用異質光纖熔接的全光纖方案，僅使用1.5m長的硅酸鹽光纖，在L波段的最長波長1625nm處，增益系數為4.7dB/m，優于石英光纖的0.3dB/m。此外，該光纖在L波段的增益平坦度為0.8dB，優于石英光纖的5dB。相比石英光纖，該光纖摻雜濃度高、使用長度短、增益系數大，為新一代L波段EDFA提供了關鍵材料支撐。
該工作得到國家自然科學基金和國家重點項目的支持。
圖1摻Er硅酸鹽光纖L波段增益
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