Son zamanlarda, Lili Hu'nun Şanghay Optik ve Hassas Makineler Enstitüsü (SIPM), Çin Bilimler Akademisi (CAS) İleri Lazer ve Optoelektronik Fonksiyonel Malzemeler Bölümü'ndeki araştırma grubu, L-bant geniş bandını genişletmek için bir amplifikatör olarak Er-doped silikat fiberin alan gücünün optimizasyonuna dayalı yeni bir şema önerdi. İlgili araştırma sonuçları, "L-bantında düz kazançlı Er-doped silikat fiber amplifikatörler" başlığı altında Optics Letters'da yayınlandı.
Büyük veri ve yapay zekanın hızlı gelişimi, yeni nesil optik iletişim sistemlerinde yoğun dalga boyu bölmeli çoklayıcıların (DWDM) kapasitesi için daha yüksek gereksinimler ortaya koymuştur. Olgunlaşmış bir şekilde geliştirilen C-bant (1530-1565 nm) erbiyum katkılı fiber amplifikatör (EDFA) ile karşılaştırıldığında, L-bant (1565-1625 nm) EDFA, yeni nesil kapasite genişletici optik iletişim ürünleri haline gelmiştir. Ancak, L-bant EDFA'ların geliştirilmesi zorluklar ve zorluklarla karşı karşıyadır: Er-katkılı fiberlerin kazancı, düşük uzun dalga emisyon kesiti ve şiddetli uyarılmış durum emilimi ile sınırlıdır ve bunun sonucunda 1600 nm'den büyük dalga boylarında küçük bir kazanç elde edilir. Bu nedenle, Er-katkılı fiber malzemelerin uzun dalga boyu kazancının nasıl artırılacağı, şu anda L-bant geniş bant amplifikatörler için çözülmesi gereken temel bir bilimsel sorundur.
Araştırma ekibi, silikat fiber matrisindeki Er iyonlarının kazanç artışı ve spektral şekillendirilmesi için mikroskobik iyon alan şiddeti modülasyon yönteminin yeni bir şemasını önermektedir. Silikat fiberin Er iyonları için uzun dalga boylu bir kazanç artışı matrisi olarak uygulanabilirliği hem teorik hem de deneysel olarak doğrulanmıştır. Şema, Er ile katkılanmış silikat fiberlerde önemli L-bandı kazanç artışı ve kazanç düzlüğü optimizasyonunun faydalı etkilerini elde etmiştir. Bu arada, sadece 1,5 m silikat fiber kullanılarak heterojen fiber füzyon eklemenin tüm fiber şeması benimsenerek, L-bandındaki 1625 nm'lik en uzun dalga boyundaki kazanç katsayısı 4,7 dB/m'dir ve bu, kuvars fiberin {{10}}.3 dB/m'lik değerinden daha iyidir. Ayrıca, bu fiberin L-bandındaki kazanç düzlüğü 0,8 dB'dir ve bu, kuvars fiberin 5 dB'lik değerinden daha iyidir. Kuvars elyaf ile karşılaştırıldığında, bu elyaf yüksek bir dopant konsantrasyonuna sahiptir, Kuvars elyaf ile karşılaştırıldığında, bu elyaf yüksek doping konsantrasyonuna, kısa kullanım uzunluğuna ve büyük kazanç katsayısına sahiptir, bu da yeni nesil L-bant EDFA için önemli malzeme desteği sağlar.
Bu çalışma Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Ulusal Anahtar Programları tarafından desteklenmektedir.
Şekil 1 Er katkılı silikat fiberin L-bant kazancı
