Rețelele de comunicații din fibră optică de astăzi funcționează de obicei la o fereastră spectrală de 1550 nm și folosesc amplificator cu fibră dopată cu erbiu (EDFA) pentru a extinde distanța de comunicație sau pentru a îmbunătăți puterea tehnologiei de multiplexare a diviziunii în lungime de undă (WDM).
Cu toate acestea, pentru a utiliza ferestre spectrale noi pentru a îndeplini cerințele viitoare de lățime de bandă de comunicare și pentru a amplifica semnalele de la fibrele de bandă interzisă fotonice cu miez gol în regiunea spectrală de 1600-1750 nm, care nu este disponibilă prin tehnologia EDFA, oamenii de știință de la Centrul de Cercetare pentru Fibră Optică de la Academia Rusă de Științe au dezvoltat un amplificator cu fibră dopată cu bismut (Bi), care utilizează o pompă cu diodă laser de 1550 nm vândută pe piață. Pu, funcționând în bandă 1640-1770 nm.
Fibră MCVD dopată cu bismut
Deși amplificatorul cu fibră dopată Tm (TDFA) poate funcționa la ferestre de 1700 nm (și până la 1900 nm), este dificil ca TDFA să fie utilizat în ferestre de 1700 nm, din cauza eficienței sale scăzute și a suprimării puternice a emisiilor spontane amplificate (ASE) prin diverse co-speciale. -dopaj și tehnici de filtrare ASE autofabricate.
Ca alternativă la TDFA, fibrele de silicat de germaniu dopate cu bismut pot oferi amplificare la 1700 nm. Echipa de cercetare a dezvoltat un amplificator optic de 1700 nm prin dezvoltarea de fibre speciale dopate cu bismut, cu conținut ridicat de germaniu. Pentru a obține distribuția optimă a câștigului, au fost fabricate mai multe fibre dopate cu bismut, cu concentrație de miez diferită, prin depunere chimică de vapori îmbunătățită (MCVD).
Amplificatorul cu fibre dopate cu bismut (BDFA) folosește două diode laser cu o putere de 150 mW și o lungime de undă de 1550 nm pentru a pompa fibre bidirecționale cu diferite concentrații de dopaj, placare de 125 microni și diametru de miez de 2 microni (vezi figura). Pentru a măsura performanța BDFA, a fost construită o sursă de lumină cu mai multe lungimi de undă realizată de sine, cu sursă de fibră superluminiscentă dopată cu bismut și rețea Bragg (FBG) cu fibră cu reflectivitate ridicată, pentru a genera spectre de spațiere uniformă de 1615-1795 nm (spațiere de 15 nm). Performanța de 1700 nm se bazează pe măsurarea diferiților parametri de performanță BDFA. Pentru a obține câștigul optic maxim, se ajunge la concluzia că 0,015-0,02% din greutatea de dopaj cu bismut este cea mai bună alegere. Un amplificator optic cu fibră dopată cu bismut de 50 m oferă un câștig maxim de 23 dB la 1710 nm, o lățime de bandă de 40 nm 3 dB, o eficiență a câștigului de 0,1 dB/mW și o cifră minimă de zgomot de aproximativ 7 dB. În comparație cu TDFA, BDFA are o lățime de bandă și o eficiență mai bune de câștig de 3dB. „O problemă importantă este dezvoltarea amplificatoarelor cu fibre în noi regiuni spectrale în care pierderea optică a fibrelor de comunicație este mai mică de 0,4 dB/km”, a declarat profesorul Evgeny Dianov, director științific al Centrului de Cercetare a Fibrei Optice al Academiei Ruse de Științe. „Acest lucru va face posibilă utilizarea regiunilor spectrale extinse pentru transmiterea informațiilor în sistemele de fibră optică de mare viteză. Dezvoltarea acestui amplificator este prima etapă majoră în această direcție. „În această urmărire, trebuie să creăm amplificatoare optice de bandă largă cu câștig. lățime de bandă mai mare de 100 nm, ceea ce va reprezenta o nouă descoperire în dezvoltarea sistemelor de comunicații optice care utilizează aceste amplificatoare și fibre optice active”, a adăugat Dianov.
