Nylig har Lili Hus forskningsgruppe i Institutt for avanserte laser og optoelektroniske funksjonelle materialer, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), foreslått en ny ordning basert på optimalisering av feltstyrken til Er -dopet silikatfiber som en forsterker for å utvide L-båndet bredbånd. De relaterte forskningsresultatene ble publisert i Optics Letters under tittelen "Er-dopet silikatfiberforsterkere i L-båndet med flat forsterkning".
Den raske utviklingen av big data og kunstig intelligens har stilt høyere krav til kapasiteten til tette bølgelengdedelingsmultipleksere (DWDM) i neste generasjons optiske kommunikasjonssystemer. Sammenlignet med den modent utviklede C-bånd (1530-1565 nm) erbium-dopet fiberforsterker (EDFA), L-bånd (1565-1625 nm) har EDFA blitt en ny generasjon av kapasitetsutvidende optiske kommunikasjonsprodukter. Utviklingen av L-bånd EDFA står imidlertid overfor vanskeligheter og utfordringer: forsterkningen av Er-dopete fibre er begrenset av det lave langbølgede emisjonstverrsnittet og alvorlig eksitert tilstandsabsorpsjon, noe som resulterer i en liten forsterkning ved bølgelengder større enn 1600 nm . Derfor er det et viktig vitenskapelig problem som må løses for L-bånds bredbåndsforsterkere for øyeblikket hvordan man kan forbedre langbølgelengdeforsterkningen til Er-dopet fibermateriale.
Forskerteamet foreslår et nytt opplegg for mikroskopisk ionefeltstyrkemodulasjonsmetode for forsterkning og spektral forming av Er-ioner i silikatfibermatrise. Gjennomførbarheten av silikatfiber som en forsterkningsmatrise med lang bølgelengde for Er-ioner bekreftes både teoretisk og eksperimentelt. Opplegget oppnådde de fordelaktige effektene av betydelig L-båndforsterkning og optimalisering av flathet i Er-dopet silikatfibre. I mellomtiden, ved å ta i bruk helfiberskjemaet med heterogen fiberfusjonsspleising, ved bruk av bare 1,5 m silikatfiber, er forsterkningskoeffisienten ved den lengste bølgelengden på 1625 nm i L-båndet 4,7 dB/m, som er bedre enn for kvartsfiber på {{10}},3 dB/m. I tillegg er forsterkningsflatheten til denne fiberen i L-båndet 0,8 dB, som er bedre enn for kvartsfiberen på 5 dB. Sammenlignet med kvartsfiberen har fiberen en høy dopingkonsentrasjon. Sammenlignet med kvartsfiber har denne fiberen høy dopingkonsentrasjon, kort brukslengde og stor forsterkningskoeffisient, noe som gir nøkkelmaterialestøtte for den nye generasjonen av L-band EDFA.
Dette arbeidet er støttet av National Natural Science Foundation of China og National Key Programs.
Fig. 1 L-båndforsterkning av Er-dopet silikatfiber
