上海光機(jī)所基于自制的摻鉍光纖實(shí)現(xiàn)了E波段的寬帶放大

  近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)結(jié)合液相摻雜工藝(MCVD)制備出了國(guó)內(nèi)第一根低損耗Bi/P共摻石英基光纖，并且在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了E波段寬帶放大，相關(guān)成果以“High gain E-band amplification based on the low loss Bi/P co-doped silica fiber”為題發(fā)表在Chinese Optics Letters上。

圖1 摻鉍光纖(a)背景損耗譜與(b)吸收譜。

  隨著互聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算，物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，急劇增加的信息量對(duì)光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量提出了更高的要求，傳統(tǒng)的工作于C+L波段的摻鉺光纖放大器(EDFA)已經(jīng)不能滿足未來(lái)通訊需求。近年來(lái)，具有超寬帶近紅外發(fā)光特性的摻鉍光纖成為該領(lǐng)域的關(guān)注重點(diǎn)。

圖2 單級(jí)摻鉍光纖放大器實(shí)驗(yàn)裝置圖。

  研究團(tuán)隊(duì)采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)結(jié)合液相摻雜工藝(MCVD)制備出低損耗Bi/P共摻石英基光纖，光纖的背景損耗低至17dB/km。團(tuán)隊(duì)基于該自制光纖搭建了光纖放大器，系統(tǒng)地比較了不同泵浦方式和泵浦波長(zhǎng)下放大器的增益性能以及光纖長(zhǎng)度，泵浦功率，信號(hào)功率與增益的關(guān)系。采用雙向泵浦方式，泵浦波長(zhǎng)為1240nm，總泵浦功率為870mW，信號(hào)功率為-30dBm，190m長(zhǎng)摻鉍光纖在1355nm處獲得的最高增益接近20dB，最小NF為4.6dB。

圖3 雙向泵浦下摻鉍光纖放大器增益特性。(a)增益隨光纖長(zhǎng)度的變化。(b)增益，NF與信號(hào)功率的光系。(c)增益，NF與泵浦功率的關(guān)系。

  這是國(guó)內(nèi)首次利用自制的低損耗摻鉍光纖實(shí)現(xiàn)凈增益。該類光纖的成功研制有望加快推進(jìn)我國(guó)摻鉍光纖放大器及激光器的自主研制，滿足寬帶放大器對(duì)摻鉍寬帶增益光纖材料國(guó)產(chǎn)化的迫切需求。

  相關(guān)研究得到了國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持。

  論文鏈接：https://opg.optica.org/col/abstract.cfm?uri=col-20-10-100602