近日，瑞典查尔姆斯理工大学和爱沙尼亚塔林科技大学的研究人员使用超低噪声、相敏光放大器实现了4000公里光纤传输链路。这是使用传统光放大器可达到距离的六倍。研究结果发表在《自然·通信》杂志上。

▍研究背景

视频流、云存储和其它在线服务已经创造了对更高传输容量的永不满足的需求。为满足这一需求，全球正在探索能够对现有解决方案进行重大改进的新技术。

当今光纤传输链路的范围和容量都受到源自链路中光放大器的噪声累积以及来自传输光纤中非线性效应的信号失真的限制。

研究人员在这次突破性的演示中表明，使用相敏放大器可以显着地同时降低这两种效应的影响。

▍相敏放大器

图传统放大器和相敏放大器对比，上面两图为放大器受噪声限制的区域（-2dBm发射功率），下面两图为光纤非线性限制区域（8dBm发射功率）。

查尔姆斯理工大学光通信研究领域Peter Andrekson教授说：“虽然这些结果在商业实施之前仍存在一些工程性挑战，但该结果首次以非常明确的方式显示了在光通信中使用这些放大器的巨大好处”。

与传统方法相比，该相敏放大器可以提供非常显着的范围改进，并且可以潜在地改善未来光纤通信系统的性能。

Peter Andrekson教授说：“这样的放大器也可以应用于量子信息学和相关领域，对于量子态的产生和处理是有意义的，也可用于光谱学或任何其他可能受益于超低噪声放大的应用”。

▍文章摘要

降低用于海底电缆的光纤的传输损耗和非线性对于满足对电信业务的不断增长的需求很重要。纯二氧化硅芯光纤（PSCF）具有低传输损耗和低非线性的显着优点，因为在其芯中不添加掺杂剂。我们开发了一种在商业化光纤中具有最高传输性能的PSCF。光纤Z-PLUS Fiber150（Z+150）通过改进我们之前的Z-PLUS Fiber 130 ULL（Z+130），在玻璃质量和保护涂层的机械性能方面实现。结果，传输损耗从0.154dB/km减小到0.152dB/km，有效芯面积从130μm²扩大到150μm²。我们通过大约4000公里纤维的试验批量生产进一步证实了Z+150的优异可制造性。

▍资金来源

该研究由欧洲研究理事会（ERC）、瑞典研究理事会和瓦伦堡基金会资助。

▍参考文献

Samuel L.I. Olsson, et al, "Long-haul optical transmission link using low-noise phase-sensitive amplifier," Nature Communications 9,2513(2018), DOI 10.1038/s41467-018-04956-5

（本文来源：大国重器微信公众号；）

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