Gần đây, nhóm nghiên cứu của Lili Hu tại Khoa Vật liệu chức năng quang điện tử và laser tiên tiến, Viện quang học và máy móc chính xác Thượng Hải (SIPM), Viện Hàn lâm khoa học Trung Quốc (CAS), đã đề xuất một sơ đồ mới dựa trên việc tối ưu hóa cường độ trường của sợi silicat pha tạp Er làm bộ khuếch đại để mở rộng băng thông rộng băng tần L. Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên Optics Letters với tiêu đề "Bộ khuếch đại sợi silicat pha tạp Er trong băng tần L với độ lợi phẳng".
Sự phát triển nhanh chóng của dữ liệu lớn và trí tuệ nhân tạo đã đưa ra các yêu cầu cao hơn đối với dung lượng của bộ ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc (DWDM) trong các hệ thống truyền thông quang thế hệ tiếp theo. So với bộ khuếch đại sợi quang pha tạp erbium (EDFA) băng tần C (1530-1565 nm) đã phát triển hoàn thiện, EDFA băng tần L (1565-1625 nm) đã trở thành thế hệ sản phẩm truyền thông quang mở rộng dung lượng mới. Tuy nhiên, việc phát triển EDFA băng tần L phải đối mặt với những khó khăn và thách thức: độ lợi của sợi pha tạp Er bị hạn chế bởi tiết diện phát xạ sóng dài thấp và sự hấp thụ trạng thái kích thích mạnh, dẫn đến độ lợi nhỏ ở bước sóng lớn hơn 1600 nm. Do đó, làm thế nào để tăng cường độ lợi bước sóng dài của vật liệu sợi pha tạp Er là một vấn đề khoa học quan trọng cần phải giải quyết đối với các bộ khuếch đại băng thông rộng băng tần L hiện nay.
Nhóm nghiên cứu đề xuất một sơ đồ mới về phương pháp điều chế cường độ trường ion vi mô để tăng cường độ khuếch đại và định hình phổ của các ion Er trong ma trận sợi silicat. Tính khả thi của sợi silicat như một ma trận tăng cường độ khuếch đại bước sóng dài cho các ion Er đã được xác nhận cả về mặt lý thuyết và thực nghiệm. Sơ đồ thu được các hiệu ứng có lợi của việc tăng cường độ khuếch đại băng tần L đáng kể và tối ưu hóa độ phẳng độ khuếch đại trong các sợi silicat pha tạp Er. Trong khi đó, bằng cách áp dụng sơ đồ toàn sợi của quá trình ghép nối hợp nhất sợi không đồng nhất, chỉ sử dụng sợi silicat 1,5 m, hệ số khuếch đại ở bước sóng dài nhất 1625 nm trong băng tần L là 4,7 dB/m, tốt hơn so với sợi thạch anh là {{10}}.3 dB/m. Ngoài ra, độ phẳng độ khuếch đại của sợi này trong băng tần L là 0,8 dB, tốt hơn so với sợi thạch anh là 5 dB. So với sợi thạch anh, sợi này có nồng độ tạp chất cao, so với sợi thạch anh, sợi này có nồng độ tạp chất cao, thời gian sử dụng ngắn và hệ số khuếch đại lớn, cung cấp vật liệu hỗ trợ quan trọng cho thế hệ EDFA băng L mới.
Công trình này được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc và các chương trình trọng điểm quốc gia.
Hình 1 Độ lợi băng tần L của sợi silicat pha tạp Er
