上海光機所基于自制的摻鉍光纖實(shí)現了E波段的寬帶放大

  近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗室研究團隊采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)結合液相摻雜工藝(MCVD)制備出了國內第一根低損耗Bi/P共摻石英基光纖，并且在國內首次實(shí)現了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(zhù)互聯(lián)網(wǎng)，云計算，物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的快速發(fā)展，急劇增加的信息量對光纖通信系統的傳輸容量提出了更高的要求，傳統的工作于C+L波段的摻鉺光纖放大器(EDFA)已經(jīng)不能滿(mǎn)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 單級摻鉍光纖放大器實(shí)驗裝置圖。

  研究團隊采用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積技術(shù)結合液相摻雜工藝(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。團隊基于該自制光纖搭建了光纖放大器，系統地比較了不同泵浦方式和泵浦波長(cháng)下放大器的增益性能以及光纖長(cháng)度，泵浦功率，信號功率與增益的關(guān)系。采用雙向泵浦方式，泵浦波長(cháng)為1240nm，總泵浦功率為870mW，信號功率為-30dBm，190m長(cháng)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(cháng)度的變化。(b)增益，NF與信號功率的光系。(c)增益，NF與泵浦功率的關(guān)系。

  這是國內首次利用自制的低損耗摻鉍光纖實(shí)現凈增益。該類(lèi)光纖的成功研制有望加快推進(jìn)我國摻鉍光纖放大器及激光器的自主研制，滿(mǎn)足寬帶放大器對摻鉍寬帶增益光纖材料國產(chǎn)化的迫切需求。

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

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