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超强激光科学卓越创新简报

(第三百二十四期)

2022年11月25日

上海光机所提出掺Er磷酸盐光纤作为L波段宽带放大新方案

  近日,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,提出一种基于掺Er磷酸盐光纤作为L波段扩展放大的新方案,相关研究成果以“基于自研掺Er磷酸盐光纤的L-band扩展放大输出”为题在线发表于《中国激光》(Chinese Journal of Lasers)。

  目前,全球工业互联网、云计算以及光通信产业的快速发展,对通信光纤数据传输的容量和带宽需求激增。如何拓展密集波分复用系统中掺Er光纤放大器(EDFA)单纤传输带宽是目前亟需解决的关键问题。L波段(L-band)EDFA与成熟商用的C波段(C-band)EDFA波长相邻,且位于通讯光纤最低损耗窗口,因而是最有可能走向商用的新型扩展波段光放产品。限制L-band EDFA增益带宽的主要因素是Er离子在L-band存在发射截面低以及激发态吸收(ESA)严重等问题。

  研究团队提出一种Er离子局域环境调控以及光谱整形的新方案。在自研掺Er磷酸盐光纤中实现了10 dB以上的L-band扩展单级放大增益。该放大器采用掺Er磷酸盐光纤与匹配无源石英光纤异质熔接的全光纤方案(每个熔接点损耗为0.3 dB)。其中,掺Er磷酸盐光纤尺寸为纤芯6 μm、包层125 μm,数值孔径为0.17,纤芯Er2O3浓度为3.5 wt%,背景损耗为0.5 dB/m@1300 nm,使用长度为1.3 m。相比石英光纤,该光纤掺杂浓度高、使用长度短、增益光谱平坦,是最有可能实现面向5G/6G通信的宽带放大商用化增益有源光纤。

  本工作得到国家重点项目的支持。

  原文链接

单级掺Er磷酸盐光纤的增益谱

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