|
|
|
|
|
亚微米通信光放大器成为现实 |
|
光通信增益系数可提高20倍 |
近日，中美华人明升体育app家团队对新型可集成光放大器的合作研究取得重大进展，在国际上首次实现了亚微米尺度的近红外通信光放大器，将已有器件的最大增益提高了20倍，器件尺寸却缩小了一个数量级。这使得明升体育app家朝着最终研制出光子芯片的目标又近了一步。
该研究成果日前发表于，并被美国物理学会物理评论中心作为研究亮点给予报道。
光放大器是光通信领域的关键功能器件。上世纪90年代初，掺铒光纤放大器研制成功，打破了光纤通信传输距离受光纤损耗的限制，使全光通信距离延长至几千公里。然而，随着高密度集成光子学的快速发展，目前商用的饵掺杂光放大器尺寸已无法满足需求，迫切需要实现微纳尺度的高增益通信光放大技术。如何破解后者的高损耗、低增益难题，成为困扰明升体育app家的主要瓶颈。
湖南大学物理与微电子明升体育app学院潘安练团队与美国加州大学洛杉矶分校段镶锋团队合作，与该校副教授庄秀娟等人开发了一种新型微纳米光纤结构。他们以高折射率的硅为“核”，以低折射率的铒镱硅酸盐为“壳”，利用二者之间的大折射率差，将近红外光限制在高增益介质——“壳”内进行传输，从而实现了近红外通信光在微纳米尺度上传播过程中的有效放大。
据潘安练介绍，该工作的关键是在硅纳米线上制备出单晶结构的铒镱硅酸盐“壳”，使铒元素的掺杂浓度大幅提高，获得了显著的光增益。研究人员又经过两年的反复试验，对“核”“壳”的尺寸进行优化。
研究人员表示，最近的实验室测量结果表明，在1.54微米的常用通信光波段，利用“核”直径300纳米、“壳”层厚度150纳米的器件，可获得30dB/mm的净增益效果，大大超过已有水平。（来源：明升官网明升体育app报 成舸）
