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无源光放大技术

已有 3612 次阅读 2014-10-31 17:46 |系统分类:论文交流

中科院半导体所与加拿大国立科学研究院的Jose Azana教授合作,提出并实验验证了一种全新的无源光放大技术,研究工作发表在Nature子刊系列《自然•通讯》上(http://www.nature.com/ncomms/2014/141016/ncomms6163/full/ncomms6163.html)。

  传统的有源光放大技术主要依赖于稀土材料的增益放大,例如掺铒光纤放大器(EDFA)和半导体光放大器(SOA)。该技术存在着两个瓶颈:(1)由于光放大器件是基于自发辐射原理,光信号在放大过程中,噪声也同时被放大,因此具有较高的噪声系数。(2)信号的放大频段受限于材料的增益谱宽,未来的传输系统为了增加传输容量,信号频带不断扩展,导致光信号增益带宽也应该随之增加,因此目前的有源光放大技术存在着谱宽有限的局限性。

  在所提出的无源光放大技术中,利用了时域Talbot效应,将周期性信号在时域进行相干叠加,实现光信号的放大。由于是相干叠加,只有信号才会被有效地叠加在一起得到放大,而在信号的放大过程中噪声不会被放大,该技术能够实现超低噪声系数的光信号放大。同时,该技术不需要有源增益介质,因此不受材料增益谱宽的限制,可以拓展应用到其他波段信号的放大和处理。

  无源光放大技术,这一重要研究进展,将在低噪声信号放大应用领域,以及非常用波段(物质波,THz波和量子信息等)信号放大方面具有重要意义。





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