Heutige Glasfaserkommunikationsnetzwerke arbeiten normalerweise bei einem Spektralfenster von 1550 nm und verwenden Erbium-dotierte Faserverstärker (EDFA), um die Kommunikationsdistanz zu vergrößern oder die Leistung der WDM-Technologie (Wavelength Division Multiplexing) zu verbessern.
Um jedoch mit neuen Spektralfenstern künftige Anforderungen an die Kommunikationsbandbreite zu erfüllen und Signale von photonischen Hohlraum-Hohlraumfasern im Spektralbereich von 1600-1750 nm, die von der EDFA-Technologie nicht verfügbar sind, zu verstärken, Wissenschaftler am Optical Fiber Research Center der russischen Akademie der Wissenschaften haben einen Wismut-dotierten (Bi) Faserverstärker entwickelt, der eine 1550-nm-Laserdiodenpumpe verwendet, die auf dem Markt verkauft wird. Pu, arbeitet im 1640-1770 nm Band.
Obwohl ein Tm-dotierter Faserverstärker (TDFA) bei Fenstern von 1700 nm (und bis zu 1900 nm) arbeiten kann, ist es für TDFA schwierig, in Fenstern von 1700 nm verwendet zu werden, da er aufgrund seiner geringen Effizienz und der starken verstärkten Unterdrückung der spontanen Emission (ASE) durch verschiedene spezielle Co- -doping und selbstgemachte ASE-Filtertechniken.
Als Alternative zu TDFA können Bismut-dotierte Germaniumsilicatfasern eine Verstärkung bei 1700 nm bereitstellen. Das Forschungsteam entwickelte einen optischen Verstärker mit 1700 nm durch die Entwicklung spezieller Wismut-dotierter Fasern mit hohem Germaniumgehalt. Um die optimale Verstärkungsverteilung zu erhalten, wurden mehrere Wismut-dotierte Fasern mit unterschiedlicher Kernkonzentration durch verbesserte chemische Gasphasenabscheidung (MCVD) hergestellt.
Wismutdotierter Faserverstärker (BDFA) verwendet zwei Laserdioden mit einer Leistung von 150 mW und einer Wellenlänge von 1550 nm, um bidirektionale Fasern mit unterschiedlicher Dotierungskonzentration, 125 Mikron-Mantel und 2 Mikron Kerndurchmesser zu pumpen (siehe Abbildung). Um die Leistung von BDFA zu messen, wurde eine selbstgebaute Mehrwellenlängenlichtquelle mit superlumineszierender Wismut-dotierter Faserquelle und hochreflektierendem Faser-Bragg-Gitter (FBG) konstruiert, um Spektren mit einem gleichmäßigen Abstand von 1615 bis 1795 nm (15 nm) zu erzeugen.
Die Leistung von 1700nm basiert auf der Messung verschiedener BDFA-Leistungsparameter. Um die maximale optische Verstärkung zu erhalten, wird gefolgert, dass 0,015-0,02% des Bismutdotierungsgewichts die beste Wahl sind. Ein optischer Verstärker mit 50 m Bismut-dotierter Faser bietet 23 dB maximale Verstärkung bei 1710 nm, 40 nm 3 dB Bandbreite, 0,1 dB / mW Verstärkungseffizienz und eine minimale Rauschzahl von etwa 7 dB. Im Vergleich zu TDFA verfügt BDFA über eine bessere Bandbreite und Effizienz von 3 dB.
"Ein wichtiges Thema ist die Entwicklung von Faserverstärkern in neuen Spektralbereichen, in denen der optische Verlust von Kommunikationsfasern weniger als 0,4 dB / km beträgt", sagte Professor Evgeny Dianov, wissenschaftlicher Direktor des Optical Fiber Research Center der Russischen Akademie der Wissenschaften. "Dadurch wird es möglich, erweiterte Spektralbereiche für die Informationsübertragung in optischen Hochgeschwindigkeitsfasersystemen zu verwenden. Die Entwicklung dieses Verstärkers ist der erste wichtige Schritt in diese Richtung." In diesem Bestreben müssen wir optische Breitbandverstärker mit Gewinn schaffen Eine Bandbreite von mehr als 100 nm ist ein neuer Durchbruch bei der Entwicklung von optischen Kommunikationssystemen, die diese Verstärker und aktiven optischen Fasern verwenden ", fügte Dianov hinzu.
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