في الآونة الأخيرة، اقترحت مجموعة أبحاث ليلي هو في قسم الليزر المتقدم والمواد الوظيفية البصرية الإلكترونية، معهد شنغهاي للبصريات والآلات الدقيقة (SIPM)، الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، مخططًا جديدًا يعتمد على تحسين قوة مجال الألياف السليكاتية المشبعة بالإيروجين كمضخم لتوسيع النطاق العريض للنطاق L. وقد نُشرت نتائج البحث ذات الصلة في Optics Letters تحت عنوان "مضخمات الألياف السليكاتية المشبعة بالإيروجين في النطاق L بمكسب مسطح".
أدى التطور السريع للبيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي إلى طرح متطلبات أعلى لقدرة أجهزة مضاعفة تقسيم الطول الموجي الكثيف (DWDM) في أنظمة الاتصالات البصرية من الجيل التالي. بالمقارنة مع مكبر الألياف المشبع بالإربيوم (EDFA) المتطور الناضج في النطاق C (1530-1565 نانومتر)، أصبح EDFA في النطاق L (1565-1625 نانومتر) جيلًا جديدًا من منتجات الاتصالات البصرية ذات السعة المتوسعة. ومع ذلك، يواجه تطوير EDFA في النطاق L صعوبات وتحديات: يقتصر مكسب الألياف المشبع بالإربيوم على المقطع العرضي المنخفض للانبعاث الموجي الطويل والامتصاص الشديد للحالة المثارة، مما يؤدي إلى مكسب صغير عند أطوال موجية أكبر من 1600 نانومتر. لذلك، فإن كيفية تعزيز مكسب الطول الموجي الطويل لمواد الألياف المشبع بالإربيوم هي مشكلة علمية رئيسية يجب حلها لمكبرات النطاق العريض في النطاق L في الوقت الحاضر.
يقترح فريق البحث مخططًا جديدًا لطريقة تعديل قوة مجال الأيونات المجهرية لتعزيز المكسب وتشكيل الطيف لأيونات Er في مصفوفة ألياف السيليكات. تم تأكيد جدوى ألياف السيليكات كمصفوفة لتعزيز المكسب طويل الموجة لأيونات Er من الناحية النظرية والتجريبية. حصل المخطط على التأثيرات المفيدة لتعزيز مكسب النطاق L بشكل كبير وتحسين تسطيح المكسب في ألياف السيليكات المخدرة بالإيرود. وفي الوقت نفسه، من خلال اعتماد مخطط الألياف بالكامل للربط بالألياف غير المتجانسة، باستخدام ألياف سيليكات بطول 1.5 متر فقط، فإن معامل المكسب عند أطول طول موجي 1625 نانومتر في النطاق L هو 4.7 ديسيبل / متر، وهو أفضل من معامل ألياف الكوارتز {{10}}.3 ديسيبل / متر. بالإضافة إلى ذلك، فإن تسطيح مكسب هذه الألياف في النطاق L هو 0.8 ديسيبل، وهو أفضل من معامل ألياف الكوارتز 5 ديسيبل. بالمقارنة مع ألياف الكوارتز، فإن الألياف لديها تركيز شوائب عالي، بالمقارنة مع ألياف الكوارتز، فإن هذه الألياف لديها تركيز شوائب عالي، وطول استخدام قصير ومعامل مكسب كبير، مما يوفر دعمًا ماديًا رئيسيًا للجيل الجديد من EDFA في النطاق L.
يتم دعم هذا العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين والبرامج الوطنية الرئيسية.
الشكل 1 مكسب النطاق L للألياف السليكاتية المشبعة بالإيرودين
