Днешните комуникационни мрежи с оптични влакна обикновено работят при 1550 nm спектрален прозорец и използват усилвател на влакна, легиран с ербий (EDFA), за да удължат комуникационното разстояние или да подобрят мощността на технологията за мултиплексиране по дължина на вълната (WDM).
Въпреки това, за да се използват нови спектрални прозорци, за да се отговори на бъдещите изисквания за честотна лента на комуникацията и да се усилят сигналите от влакна с куха фотонна лента в спектралната област от 1600-1750 nm, която не е достъпна от технологията EDFA, учени от Изследователския център за оптични влакна на Руската академия на науките са разработили легиран с бисмут (Bi) усилвател с влакна, който използва 1550-nm лазерна диодна помпа, продавана на пазара. Pu, работещ в обхват 1640-1770 nm.
MCVD влакно, легирано с бисмут
Въпреки че Tm-легираният усилвател на влакна (TDFA) може да работи при прозорци от 1700 nm (и до 1900 nm), е трудно TDFA да се използва в прозорци от 1700 nm поради ниската му ефективност и силното потискане на усиленото спонтанно излъчване (ASE) чрез различни специални кооперации. -допинг и самоизработени ASE филтриращи техники.
Като алтернатива на TDFA, легираните с бисмут германиеви силикатни влакна могат да осигурят усилване при 1700 nm. Изследователският екип разработи 1700 nm оптичен усилвател чрез разработване на специални легирани с бисмут влакна с високо съдържание на германий. За да се получи оптимално разпределение на усилването, няколко легирани с бисмут влакна с различна концентрация на сърцевината бяха произведени чрез подобрено химическо отлагане на пари (MCVD).
Усилвателят на влакна, легиран с бисмут (BDFA) използва два лазерни диода с мощност 150 mW и дължина на вълната 1550 nm за изпомпване на двупосочни влакна с различна концентрация на легиране, 125 микрона обвивка и 2 микрона диаметър на сърцевината (виж фигурата). За да се измери производителността на BDFA, е конструиран самостоятелно направен източник на светлина с много дължини на вълната със суперлуминесцентен легиран с бисмут източник на влакна и решетка на Браг с влакна с висока отражателна способност (FBG), за да генерира 1615-1795 nm равномерно разстояние (15 nm разстояние) спектри. Производителността на 1700nm се основава на измерването на различни параметри на BDFA. За да се получи максимално оптично усилване, се заключава, че 0,015-0,02% от теглото на бисмута е най-добрият избор. Оптичен усилвател с 50 m влакно, легирано с бисмут, осигурява 23 dB максимално усилване при 1710 nm, 40 nm 3 dB честотна лента, 0,1 dB/mW ефективност на усилване и около 7 dB минимален шум. В сравнение с TDFA, BDFA има по-добра честотна лента и ефективност от 3dB. „Важен въпрос е да се разработят оптични усилватели в нови спектрални области, където оптичната загуба на комуникационни влакна е по-малка от 0,4 dB/km“, каза професор Евгений Дианов, научен директор на Изследователския център за оптични влакна на Руската академия на науките. "Това ще направи възможно използването на разширени спектрални области за предаване на информация в системи с високоскоростни оптични влакна. Разработването на този усилвател е първият голям етап в тази посока. "В това преследване трябва да създадем широколентови оптични усилватели с усилване широчина на честотната лента по-голяма от 100 nm, което ще бъде нов пробив в развитието на оптични комуникационни системи, използващи тези усилватели и активни оптични влакна“, допълни Дианов.
