Di era Revolusi Industri 4.0, telekomunikasi menjadi teknologi terpenting untuk mempercepat perkembangan platform cyber-physical yang tanpa celah. Kemajuan berkelanjutan dari sistem telekomunikasi Generasi Kelima (5G) memungkinkan percepatan teknologi Internet of Things (IoT), data besar, dan komputasi awan. Sebagai tulang punggung teknologi 5G, sistem serat optik merupakan salah satu kunci untuk mendobrak pembatas antara sistem siber dan sistem fisik. Sumber sinyal sistem serat optik biasanya laser ultrafast, yang menunjukkan lebar pulsa pico/femtosecond, dan daya puncak pulsa intens tinggi. Sayangnya, laser ultrafast sering menimbulkan efek nonlinier yang tidak diinginkan yang menurunkan efisiensi daya dan anggaran bandwidth, terutama pada jaringan komunikasi jarak jauh. Misalnya, sinyal daya puncak pulsa tinggi dalam propagasi jarak jauh dapat dengan mudah menginduksi modulasi fase sendiri dan menyebabkan perluasan spektrum. Alhasil, pulsa gelapmulai terlihat sebagai solusi untuk sistem komunikasi optik masa depan.
Media nonlinier yang kuat sangat penting bagi resonator untuk menghasilkan nonlinier non-Kerr yang cukup untuk pembentukan pulsa gelap CQNLSE. Serat yang sangat nonlinier/highly nonlinear fibers (HNLF) biasanya digunakan untuk bertindak sebagai media nonlinier dalam sistem laser serat. Dengan kemajuan ilmu material, banyak muncul material yang telah membuktikan potensinya sebagai media nonlinier atau saturable absorber (SA) dalam sistem laser serat. Integrasi material yang muncul ke dalam sistem laser serat dapat dilakukan dengan metode lapisan film tipis. Untuk meningkatkan interaksi cahaya dengan material baru, serat tirus berlapis dan serat poles samping berlapis/side-polished fiber (SPF) juga banyak digunakan untuk integrasi material baru ke dalam sistem laser serat. Dalam karya ini, kami secara eksperimental menghasilkan pulsa gelap dalam sistem laser serat berdasarkan konsep CQNLSE. Molybdenum Aluminium Boride (MoAlB), bahan berbasis keramik logam digunakan sebagai media nonlinier dan saturable absorber untuk memicu pembentukan pulsa gelap dalam laser serat C-band. MoAlB dilapisi dengan SPF dan diintegrasikan ke dalam Erbium-doped fiber laser (EDFL). Interaksi bidang evanescence dan MoAlB menciptakan nonlinieritas yang cukup dan menghasilkan pulsa gelap CQNLSE dalam sistem laser serat cincin. Karena sifat bahan berbasis keramik logam, Molybdenum Aluminium Boride menunjukkan fleksibilitas mekanis yang luar biasa, koefisien penyerapan nonlinier yang besar, dan kemampuan anti-oksidasi. Karakteristik ini memungkinkan Molybdenum Aluminium Boride menonjol dari material lain yang muncul untuk menjadi SA komersial yang potensial.
Berbeda dengan pulsa gelap DW yang menunjukkan beberapa panjang gelombang untuk menginduksi cacat topologi dalam domain temporal, spektrum optik puncak tunggal operasi pulsa gelap CQNLSE pada daya pompa 370 mW. Itu berpusat pada 1560.6 dengan bandwidth spektral 3 dB 0.8 nm. Pita samping Kelly juga teramati pada 1559.9 nm dan 1561.3 nm. Ini menunjukkan pulsa gelap beroperasi pada rezim soliton. Denyut gelap dapat divisualisasikan secara nyata dalam domain waktu, penurunan berulang mengikuti latar belakang lantai kebisingan CW. Tingkat pengulangan pulsa sekitar 1.87 MHz, yang sesuai dengan waktu bolak-balik rongga laser. Perbesar pada pulsa gelap tunggal, yang menunjukkan lebar pulsa gelap 152 ns. Kestabilan pulsa gelap dianalisis lebih lanjut menggunakan penganalisa spektrum RF, signal-to-noise ratio (SNR) pada 1.87 MHz adalah sekitar 46 dB, yang menunjukkan operasi pulsa gelap stabil. Operasi pulsa gelap dimulai sendiri dengan daya pompa 200 mW. Dengan peningkatan daya pompa dari 200 mW menjadi 370 mW, operasi pulsa gelap diamati secara stabil. Karena batas atas laser pompa, kami tidak dapat meningkatkan daya pompa lebih lanjut. Sepanjang rentang operasi pulsa gelap, tingkat pengulangan pulsa dipertahankan pada 1.87 MHz. Sehingga, daya keluaran meningkat secara linear dari 1.62 mW menjadi 6.93 mW dengan peningkatan daya pompa dari 200 mW menjadi 370 mW, yang memberikan efisiensi laser sebesar 3.22%. Energi pulsa rata-rata juga meningkat secara linear dari 0.88 nJ.
Sebagai kesimpulan, kami telah berhasil menunjukkan generasi pulsa gelap dari rongga EDFL yang tergabung dengan MoAlB dengan dispersi anomali bersih. Solusi MoAlB dijatuhkan ke SPF untuk berfungsi sebagai SA. MoAlB juga meningkatkan birefringence dan nonlinier di dalam rongga EDFL untuk menghasilkan pulsa gelap soliton melalui penguncian mode dan mekanisme CQNLSE. Kereta pulsa gelap dicapai pada daya pompa ambang 200 mW dan operasinya pada 1560,6 nm dipertahankan hingga daya pompa maksimum 370 mW. Laser beroperasi pada tingkat pengulangan tetap 1.87 MHz dan durasi pulsa 152 ns dengan daya output rata-rata maksimum dan energi pulsa masing-masing 6.93 mW dan 3.77 nJ. Sepengetahuan kami, ini adalah demonstrasi pertama dari emisi pulsa gelap di MoAlB yang tergabung dalam EDFL.
Pengusul: Prof. Dr. Moh. Yasin, M.Si.
Link paper ini: file:///E:/OLT%20Dark%20Juni%202023.pdf
