新型放大器设计突破宽带宽高增益低噪声技术瓶颈

随着对高带宽应用需求的增长，迫切需要提升光通信网络的数据承载能力。在一项新的研究中，研究人员表明，他们研发的掺铋光纤放大器通过扩大光网络的覆盖范围和增加灵活性，有望成为满足这一需求的解决方案。   对双级E+S波段掺铋光纤放大器进行的实验显示，其具备宽带宽、高增益和低噪声的前所未有的组合特性，这使得它非常适合用于增强下一代光通信系统中的光信号。   英国阿斯顿光子技术研究所的Shabnam Noor将在OFC上展示这项研究成果。OFC是全球光通信和网络领域的顶级盛会，将于2025年3月30日至4月3日在旧金山的莫斯克尼会议中心举行。   美国克莱姆森大学的John Ballato是OFC会议小组委员会主席，他表示：“这项研究在多波段放大方面取得了重要进展，让我们距离在影响我们日常生活的系统中实现这类设备又近了一步。”   多波段传输（MBT）是目前正在探索的一种改善光通信网络的解决方案。这种方法通过利用传统C波段和L波段以外的带宽来改进现有基础设施。多波段传输系统已经通过使用先进的放大技术（如掺铋光纤放大器（BDFA））取得了令人瞩目的成果，无需新铺设光纤就能开启更宽的传输窗口。

  研究人员在他们的论文中专注于提升E波段（1360-1460纳米）和S波段（1460-1530纳米）中掺铋光纤放大器的性能，尤其侧重于采用双级设计来增强S波段的增益带宽。他们首次展示了一种双级掺铋光纤放大器，其最大带宽为104纳米（1384-1488纳米），最大增益为47分贝，最低噪声系数为3.7分贝。   该设备的两级放大结构相同，使用薄膜滤波波分复用器对输入信号（1384-1522纳米）和泵浦辐射（1320纳米）进行复用和解复用。在放大器的每一级中都使用了一根100米长的有源掺铋锗硅酸盐光纤。   波分复用将多个信号合并到一根光纤中进行传输，而解复用则在接收端将它们重新分离成单个信号。

  研究人员表示，这项展示为通过使用增益平坦滤波器（GFF）进一步改进放大器铺平了道路，使得这些放大器能够用于区域和长距离网络，以补偿由可重构光分插复用器（ROADM）引入的额外损耗。

  Noor说：“这项研究的下一步将立即涉及通过使用全光谱负载和降低每通道功率，以及采用中间级增益平坦滤波器（GFF）来进行进一步优化。未来，我们将开展针对满载E+S波段的传输实验。

”   OFC技术会议将从3月30日（周日）开始，展示超过650场具有高影响力、经过同行评审的科学报告，包括上述这项研究成果。