光纤作为信息传输的物理介质，是现代经济社会发展的“高速公路”，但随着虚拟现实、5G、智能驾驶、物联网等高速率、大容量通信场景的不断涌现，传统单模光纤通信系统(高速公路)的通信容量(车流量)存在上限。

模分复用(MDM)技术利用少模光纤中多个相互正交的空间模式作为独立的传输信道，成倍地扩展了通信系统的容量，受到了全球的研究关注。

然而，由于泵浦模式分布、铒掺杂和信号模式分布之间的重叠积分不同，少模掺铒光纤放大器(FM-EDFA)中的差分模式增益(DMG)限制了MDM传输的容量和范围。

在《光：先进制造》杂志上发表的一篇新论文中，由中国教育部综合传感与通信光子技术重点实验室秦玉文教授领导的科学家团队及其同事通过飞秒激光微加工诱导折射率(RI)调整，开发出了一种创新的差分模增益(DMG)均衡策略。

基于精确可控的 RI 调整，可以根据不同导模组的增益频谱对其应用特定的衰减频谱，从而成功实现 DMG 均衡。为了验证所提出的 DMG 均衡策略的可行性和优势，他们研究了一种结构简单、成本高效的 FM-EDFA，该 FM-EDFA 具有均匀的铒掺杂和基模芯泵浦。

更有趣的是，所提出的DMG均衡方案即使当导模群增加到更高阶时也能很好地工作。所报道的方法和技术为MDM系统中高效、低成本的DMG均衡方案开辟了新的视角。

这些科学家将该装置的工作原理概括如下：“模拟结果表明，当泵浦功率和EDF长度从200mW变为600mW和从1m变为7m时，LP01、LP11和LP21模式群内的DMG从4.8dB变为16.2dB。通过级联长度L和∆n为最优值的DMG均衡器，C波段的DMGmax和DMGave可分别从10dB降低到1.52dB和从8.95dB降低到0.78dB。”

“概念验证实验表明，DMGmax从2.09 dB降低到0.46 dB，C波段的DMGave从1.64 dB降低到0.26 dB。更重要的是，DMG均衡引起的IL小于1.9 dB，表明64%的泵浦功率得到了有效利用。同时，提出的DMG均衡器的最大均衡范围为5.4 dB，可以满足当前FM-EDFA的灵活应用。”

科学家预测：“通过更复杂的 RI 修改模式和更高分辨率的飞秒激光微加工技术，可以实现高阶模式群 DMG 均衡，这对于未来的长距离 MDM 传输是理想的。”

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