Наскоро изследователската група на Лили Ху в отдела за съвременни лазерни и оптоелектронни функционални материали, Шанхайския институт по оптика и прецизни машини (SIPM), Китайската академия на науките (CAS), предложи нова схема, базирана на оптимизиране на силата на полето на Er -легирано силикатно влакно като усилвател за разширяване на широколентовата L-лента. Резултатите от свързаните изследвания бяха публикувани в Optics Letters под заглавието „Er-легирани силикатни влакна усилватели в L-обхвата с плоско усилване“.
Бързото развитие на големите данни и изкуствения интелект постави по-високи изисквания за капацитета на мултиплексорите с плътно разделяне на дължината на вълната (DWDM) в оптични комуникационни системи от следващо поколение. В сравнение със зряло разработения усилвател с влакна с добавка на C-лента (1530-1565 nm) с ербий (EDFA), L-лентовата (1565-1625 nm) EDFA се превърна в ново поколение оптични комуникационни продукти с разширяване на капацитета. Разработването на L-лентови EDFA обаче е изправено пред трудности и предизвикателства: усилването на легираните с Er влакна е ограничено от ниското напречно сечение на излъчване на дълги вълни и тежката абсорбция във възбудено състояние, което води до малко усилване при дължини на вълните над 1600 nm . Следователно, как да се подобри усилването на дължината на вълната на легираните с Er влакнести материали е ключов научен проблем, който трябва да бъде решен за L-лентови широколентови усилватели в момента.
Изследователският екип предлага нова схема на микроскопичен метод за модулиране на силата на йонно поле за подобряване на усилването и спектрално оформяне на Er йони в матрица от силикатни влакна. Осъществимостта на силикатно влакно като матрица за усилване на дългите вълни за Er йони се потвърждава както теоретично, така и експериментално. Схемата постигна благоприятните ефекти от значителното подобрение на усилването на L-лентата и оптимизирането на плоскостта на усилването в легирани с Er силикатни влакна. Междувременно, чрез приемане на схемата за всички влакна на хетерогенно снаждане на влакна, използвайки само 1,5 m силикатно влакно, коефициентът на усилване при най-дългата дължина на вълната от 1625 nm в L-обхвата е 4,7 dB/m, което е по-добро от това на кварцово влакно от {{10}}.3 dB/m. В допълнение, гладкостта на усилването на това влакно в L-обхвата е 0,8 dB, което е по-добро от това на кварцовото влакно от 5 dB. В сравнение с кварцовото влакно, влакното има висока концентрация на добавка. В сравнение с кварцовото влакно, това влакно има висока концентрация на допинг, къса дължина на използване и голям коефициент на усилване, което осигурява ключова материална подкрепа за новото поколение L-лента EDFA.
Тази работа е подкрепена от Националната природонаучна фондация на Китай и национални ключови програми.
Фигура 1 Усилване на L-лента на легирано с Er силикатно влакно
