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)制備出了國內(nèi)第一根低損耗Bi/P共摻石英基光纖，并且在國內(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)不能滿足未來通訊需求。近年來，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下放大器的增益性能以及光纖長度，泵浦功率，信號(hào)功率與增益的關(guān)系。采用雙向泵浦方式，泵浦波長為1240nm，總泵浦功率為870mW，信號(hào)功率為-30dBm，190m長摻鉍光纖在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(xiàng)目支持。

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