Današnja komunikacijska omrežja z optičnimi vlakni običajno delujejo pri spektralnem oknu 1550 nm in uporabljajo ojačevalnik vlaken, dopiranega z erbijem (EDFA), za podaljšanje komunikacijske razdalje ali izboljšanje moči tehnologije multipleksiranja z valovno dolžino (WDM).
Vendar, da bi uporabili nova spektralna okna za izpolnjevanje prihodnjih zahtev komunikacijske pasovne širine in ojačali signale iz votlih fotonskih pasovnih vlaken v spektralnem območju 1600-1750 nm, ki ga tehnologija EDFA ni na voljo, znanstveniki iz raziskovalnega centra za optična vlakna Ruske akademije znanosti so razvili ojačevalnik z bizmutom (Bi) z vlakni, ki uporablja 1550-nm lasersko diodno črpalko, ki se prodaja na trgu. Pu, ki deluje v pasu 1640-1770 nm.
MCVD vlakna, dopirana z bizmutom
Čeprav lahko ojačevalnik vlaken, dopiranega s Tm (TDFA), deluje pri oknih 1700 nm (in do 1900 nm), je TDFA težko uporabiti v oknih 1700 nm zaradi njegove nizke učinkovitosti in močnega zatiranja ojačenih spontanih emisij (ASE) z različnimi posebnimi koeficienti. -doping in samoizdelane tehnike ASE filtriranja.
Kot alternativa TDFA lahko z bizmutom dopirana germanijeva silikatna vlakna zagotovijo ojačanje pri 1700 nm. Raziskovalna skupina je razvila 1700 nm optični ojačevalnik z razvojem posebnih vlaken, dopiranih z bizmutom, z visoko vsebnostjo germanija. Da bi dosegli optimalno porazdelitev dobička, je bilo z izboljšanim kemičnim naparevanjem (MCVD) izdelanih več vlaken, dopiranih z bizmutom, z različno koncentracijo jedra.
Ojačevalnik vlaken, dopiranih z bizmutom (BDFA) uporablja dve laserski diodi z močjo 150 mW in valovno dolžino 1550 nm za črpanje dvosmernih vlaken z različno koncentracijo dopinga, 125 mikronsko oblogo in premerom jedra 2 mikrona (glej sliko). Da bi izmerili učinkovitost BDFA, je bil izdelan samostojen večvalovni svetlobni vir s superluminiscentnim virom vlaken, dopiranim z bizmutom, in Braggovo rešetko vlaken z visoko odbojnostjo (FBG), ki ustvarja spektre enakomernega razmika 1615-1795 nm (razmik 15 nm). Zmogljivost 1700 nm temelji na merjenju različnih parametrov delovanja BDFA. Za dosego največjega optičnega dobička je sklenjeno, da je 0,015-0,02 % mase dopinga bizmuta najboljša izbira. Optični ojačevalnik s 50 m vlaken, dopiranega z bizmutom, zagotavlja največje ojačenje 23 dB pri 1710 nm, pasovno širino 40 nm 3 dB, učinkovitost pridobivanja 0,1 dB/mW in približno 7 dB najmanjši šum. V primerjavi s TDFA ima BDFA boljšo pasovno širino in učinkovitost 3dB. "Pomembno vprašanje je razviti optične ojačevalce v novih spektralnih regijah, kjer je optična izguba komunikacijskih vlaken manjša od 0,4 dB/km," je povedal profesor Evgeny Dianov, znanstveni direktor Centra za raziskave optičnih vlaken Ruske akademije znanosti. "To bo omogočilo uporabo razširjenih spektralnih območij za prenos informacij v sistemih z visokohitrostnimi optičnimi vlakni. Razvoj tega ojačevalnika je prva večja stopnja v tej smeri. "V tem prizadevanju moramo ustvariti širokopasovne optične ojačevalnike z ojačanjem pasovno širino večjo od 100 nm, kar bo nov preboj v razvoju optičnih komunikacijskih sistemov z uporabo teh ojačevalnikov in aktivnih optičnih vlaken,« je dodal Dianov.
