Di recente, il gruppo di ricerca di Lili Hu presso il Department of Advanced Laser and Optoelectronic Functional Materials, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), ha proposto un nuovo schema basato sull'ottimizzazione dell'intensità di campo della fibra di silicato drogata con Er come amplificatore per estendere la banda larga L-band. I risultati della ricerca correlati sono stati pubblicati in Optics Letters con il titolo "Amplificatori in fibra di silicato drogata con Er nella banda L con guadagno piatto".
Il rapido sviluppo dei big data e dell'intelligenza artificiale ha posto requisiti più elevati per la capacità dei multiplexer a divisione di lunghezza d'onda densa (DWDM) nei sistemi di comunicazione ottica di prossima generazione. Rispetto all'amplificatore in fibra drogata con erbio (EDFA) in banda C (1530-1565 nm) sviluppato in modo maturo, l'EDFA in banda L (1565-1625 nm) è diventato una nuova generazione di prodotti di comunicazione ottica ad espansione di capacità. Tuttavia, lo sviluppo degli EDFA in banda L incontra difficoltà e sfide: il guadagno delle fibre drogate con Er è limitato dalla bassa sezione trasversale di emissione a onde lunghe e dal grave assorbimento dello stato eccitato, con conseguente piccolo guadagno a lunghezze d'onda superiori a 1600 nm. Pertanto, come migliorare il guadagno a lunghezza d'onda lunga dei materiali in fibra drogata con Er è un problema scientifico chiave che deve essere risolto per gli amplificatori a banda larga in banda L al momento.
Il team di ricerca propone un nuovo schema di metodo di modulazione dell'intensità del campo ionico microscopico per l'aumento del guadagno e la modellazione spettrale degli ioni Er nella matrice di fibre di silicato. La fattibilità della fibra di silicato come matrice di aumento del guadagno a lunghezza d'onda lunga per gli ioni Er è confermata sia teoricamente che sperimentalmente. Lo schema ha ottenuto gli effetti benefici di un significativo aumento del guadagno in banda L e di un'ottimizzazione della planarità del guadagno nelle fibre di silicato drogate con Er. Nel frattempo, adottando lo schema all-fiber di giunzione a fusione di fibre eterogenee, utilizzando solo fibre di silicato da 1,5 m, il coefficiente di guadagno alla lunghezza d'onda più lunga di 1625 nm nella banda L è di 4,7 dB/m, che è migliore di quello della fibra di quarzo di {{10}}.3 dB/m. Inoltre, la planarità del guadagno di questa fibra nella banda L è di 0,8 dB, che è migliore di quella della fibra di quarzo di 5 dB. Rispetto alla fibra di quarzo, questa fibra ha un'elevata concentrazione di drogante, una breve durata di utilizzo e un elevato coefficiente di guadagno, che fornisce un supporto materiale fondamentale per la nuova generazione di EDFA a banda L.
Questo lavoro è sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China e dai National Key Programs.
Fig. 1 Guadagno di banda L della fibra di silicato drogata con Er
