近期，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研究团队采用改进的化学气相沉积技术结合液相掺杂工艺(MCVD)制备出了国内第一根低损耗Bi/P共掺石英基光纤，并且在国内首次实现了E波段宽带放大，相关成果以“High gain E-band amplification based on the low loss Bi/P co-doped silica fiber”为题发表在Chinese Optics Letters上。

图1 掺铋光纤(a)背景损耗谱与(b)吸收谱

  随着互联网，云计算，物联网等技术的快速发展，急剧增加的信息量对光纤通信系统的传输容量提出了更高的要求，传统的工作于C+L波段的掺铒光纤放大器(EDFA)已经不能满足未来通讯需求。近年来，具有超宽带近红外发光特性的掺铋光纤成为该领域的关注重点。

图2 单级掺铋光纤放大器实验装置图

  研究团队采用改进的化学气相沉积技术结合液相掺杂工艺(MCVD)制备出低损耗Bi/P共掺石英基光纤，光纤的背景损耗低至17dB/km。团队基于该自制光纤搭建了光纤放大器，系统地比较了不同泵浦方式和泵浦波长下放大器的增益性能以及光纤长度，泵浦功率，信号功率与增益的关系。采用双向泵浦方式，泵浦波长为1240nm，总泵浦功率为870mW，信号功率为-30dBm，190m长掺铋光纤在1355nm处获得的最高增益接近20dB，最小NF为4.6dB。

图3 双向泵浦下掺铋光纤放大器增益特性。(a)增益随光纤长度的变化。(b)增益，NF与信号功率的光系。(c)增益，NF与泵浦功率的关系。

  这是国内首次利用自制的低损耗掺铋光纤实现净增益。该类光纤的成功研制有望加快推进我国掺铋光纤放大器及激光器的自主研制，满足宽带放大器对掺铋宽带增益光纤材料国产化的迫切需求。

  相关研究得到了国家科技部重点研发项目支持。

  论文链接：https://opg.optica.org/col/abstract.cfm?uri=col-20-10-100602