科学家提出了利用飞秒激光微加工诱导折射率裁剪的DMG均衡策略
发布时间：2024-09-03 16:11:46 阅读数： 899
少模光纤的差模增益均衡策略示意图。影片来源:Light: Advanced Manufacturing(2024)。DOI: 10.37188/lam.2024.014
在当今信息化时代，光纤网络如同社会的交通网络，承载着海量数据的传输。但随着新技术如虚拟现实、5G网络、自动驾驶和物联网的快速发展，对数据传输容量的需求日益增长，传统的单模光纤系统开始显得力不从心。
为了突破这一瓶颈，全球科研人员正致力于模分复用（MDM）技术的研究，该技术能够利用多模光纤中的不同空间模式，实现传输容量的显著提升。然而，在实际应用中，少模掺铒光纤放大器（FM-EDFA）的差分模态增益（DMG）问题成为了限制MDM技术发展的障碍。
在《光：先进制造》期刊上，秦玉文教授及其团队提出了一种创新解决方案。他们通过飞秒激光微加工技术，精确控制光纤内部的折射率分布，开发了一种DMG均衡策略。这一策略能够根据不同模式的增益特性，施加特定的衰减，有效平衡各模式间的增益差异。
研究团队还构建了一个结构简单、成本效益高的FM-EDFA原型，验证了DMG均衡策略的有效性。实验结果显示，该策略不仅在低阶模式中表现出色，即使在高阶模式组中也能保持优异的均衡效果。这一发现为MDM系统的实际应用提供了新的可能性。
科学家们通过仿真和实验数据展示了DMG均衡器的性能：在泵浦功率和EDF长度变化的情况下，DMG均衡器显著降低了模式间的增益差异，并且对系统插入损耗的影响极小。此外，DMG均衡器的均衡范围广泛，足以满足多种FM-EDFA的应用需求。
研究团队展望，通过更精细的折射率控制和更高分辨率的飞秒激光技术，未来可以实现更高效的DMG均衡，为长距离MDM传输系统的发展铺平道路。这一研究成果不仅为光纤通信领域带来了新的突破，也为未来的高速大容量通信提供了强有力的技术支持。
