上海光机所提出掺Er硅酸盐光纤作为扩展L波段宽带放大器新方案

近日，中科院上海光机所先进激光与光电功能材料部胡丽丽研究员课题组，提出一种基于场强优化的掺Er硅酸盐光纤作为扩展L波段宽带放大器的新方案，相关研究成果以“Er-doped silicate fiber amplifiers in the L-band with flat gain”为题发表于Optics Letters。 
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大数据、人工智能的快速发展对新一代光通信系统中密集波分复用器（DWDM）的容量需求提出了更高的要求。相较于发展成熟的C波段（1530-1565nm）掺铒光纤放大器（EDFA），L波段（1565-1625nm）EDFA成为了新一代扩容光通信产品。然而，L波段EDFA的发展面临着困难和挑战：掺Er光纤的增益受到长波发射截面低、激发态吸收严重的限制，导致波长大于1600nm的增益很小。因此，如何提升掺Er光纤材料的长波增益是目前L波段宽带放大器亟需解决的关键科学问题。 9u wL{P&  
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研究团队提出一种微观离子场强调控法，在硅酸盐光纤基质中对Er离子进行增益提升、光谱整形的新方案。从理论和实验两方面证实了硅酸盐光纤作为Er离子的长波增益增强基质的可行性。该方案在掺Er硅酸盐光纤中获得了L波段增益明显提升、增益平坦度明显优化的有益效果。同时，通过采用异质光纤熔接的全光纤方案，仅使用1.5m长的硅酸盐光纤，在L波段的最长波长1625nm处，增益系数为4.7dB/m，优于石英光纤的0.3dB/m。此外，该光纤在L波段的增益平坦度为0.8dB，优于石英光纤的5dB。相比石英光纤，该光纤掺杂浓度高、使用长度短、增益系数大，为新一代L波段EDFA提供了关键材料支撑。 MB:n~>ga  
该工作得到国家自然科学基金和国家重点项目的支持。 6CNS%\A  
相关链接：https://doi.org/10.1364/OL.511974