Dagens optiske fiberkommunikasjonsnettverk opererer vanligvis ved 1550 nm spektralvindu, og bruker erbium-dopet fiberforsterker (EDFA) for å utvide kommunikasjonsavstanden eller forbedre kraften til bølgelengdedelingsmultipleksing (WDM) teknologi.
For å bruke nye spektralvinduer for å møte fremtidige krav til kommunikasjonsbåndbredde og forsterke signaler fra hulkjerne fotoniske båndgapfibre i spektralområdet 1600-1750 nm, som ikke er tilgjengelig med EDFA-teknologi, har forskere ved Optical Fiber Research Center fra det russiske vitenskapsakademiet har utviklet en vismut-dopet (Bi) fiberforsterker, som bruker en 1550-nm laserdiodepumpe som selges på markedet. Pu, opererer i 1640-1770 nm bånd.
Vismutdopet MCVD-fiber
Selv om Tm-dopet fiberforsterker (TDFA) kan operere ved 1700 nm (og opptil 1900 nm) vinduer, er det vanskelig for TDFA å brukes i 1700 nm vinduer på grunn av dens lave effektivitet og sterke forsterkede spontane emisjon (ASE) undertrykkelse gjennom ulike spesialsystemer. -doping og selvlagde ASE-filtreringsteknikker.
Som et alternativ til TDFA kan vismut-dopet germaniumsilikatfibre gi amplifikasjon ved 1700 nm. Forskerteamet utviklet en 1700 nm optisk forsterker ved å utvikle spesielle vismut-dopede fibre med høyt germaniuminnhold. For å oppnå optimal forsterkningsfordeling ble flere vismutdopete fibre med forskjellig kjernekonsentrasjon fremstilt ved forbedret kjemisk dampavsetning (MCVD).
Vismut-dopet fiberforsterker (BDFA) bruker to laserdioder med 150 mW effekt og 1550 nm bølgelengde for å pumpe toveis fibre med forskjellig dopingkonsentrasjon, 125 mikron kledning og 2 mikron kjernediameter (se figur). For å måle ytelsen til BDFA ble en selvlaget lyskilde med flere bølgelengder med superluminescerende vismut-dopet fiberkilde og høyreflektiv fiber Bragg-gitter (FBG) konstruert for å generere 1615-1795 nm jevn avstand (15 nm avstand) spektra. Ytelsen på 1700nm er basert på måling av ulike BDFA-ytelsesparametere. For å oppnå maksimal optisk forsterkning konkluderes det med at 0,015-0,02 % av vismutdopingvekten er det beste valget. En optisk forsterker med 50 m vismut-dopet fiber gir 23 dB maksimal forsterkning ved 1710 nm, 40 nm 3 dB båndbredde, 0,1 dB/mW forsterkningseffektivitet og ca. 7 dB minimum støytall. Sammenlignet med TDFA har BDFA en bedre 3dB forsterkningsbåndbredde og effektivitet. "En viktig sak er å utvikle fiberforsterkere i nye spektrale regioner der det optiske tapet av kommunikasjonsfibre er mindre enn 0,4dB/km," sa professor Evgeny Dianov, vitenskapelig leder for Optical Fiber Research Center ved det russiske vitenskapsakademiet. "Dette vil gjøre det mulig å bruke utvidede spektrale områder for informasjonsoverføring i høyhastighets optiske fibersystemer. Utviklingen av denne forsterkeren er det første store trinnet i denne retningen. "I denne jakten må vi lage optiske bredbåndsforsterkere med forsterkning båndbredde større enn 100 nm, som vil være et nytt gjennombrudd i utviklingen av optiske kommunikasjonssystemer som bruker disse forsterkerne og aktive optiske fibre," la Dianov til.
