Las redes de comunicación de fibra óptica de hoy en día generalmente operan a una ventana espectral de 1550 nm, y usan un amplificador de fibra dopada con erbio (EDFA) para ampliar la distancia de comunicación o mejorar la potencia de la tecnología de multiplexación por división de longitud de onda (WDM).
Sin embargo, con el fin de utilizar nuevas ventanas espectrales para cumplir con los futuros requisitos de ancho de banda de comunicación y amplificar las señales de las fibras de banda de banda fotónica de núcleo hueco en la región espectral de 1600-1750 nm, que no está disponible por la tecnología EDFA, los científicos del Centro de Investigación de Fibra Óptica La Academia de Ciencias de Rusia ha desarrollado un amplificador de fibra (Bi) dopado con bismuto, que utiliza una bomba de diodo láser de 1550 nm que se vende en el mercado. Pu, operando en la banda 1640-1770 nm.
Aunque el amplificador de fibra dopada con Tm (TDFA) puede funcionar a 1700nm (y hasta 1900nm) en las ventanas, es difícil para TDFA en 1700nm debido a su baja eficiencia y su fuerte supresión de emisiones espontáneas (ASE) a través de varios sistemas especiales. -Doping y técnicas de filtrado ASE de fabricación propia.
Como alternativa al TDFA, las fibras de silicato de germanio dopadas con bismuto pueden proporcionar amplificación a 1700 nm. El equipo de investigación desarrolló un amplificador óptico de 1700 nm desarrollando fibras dopadas con bismuto especiales con alto contenido de germanio. Con el fin de obtener la distribución de ganancia óptima, se fabricaron varias fibras dopadas con bismuto con diferente concentración de núcleo mediante deposición química de vapor mejorada (MCVD).
El amplificador de fibra dopada con bismuto (BDFA) utiliza dos diodos láser con una potencia de 150 mW y una longitud de onda de 1550 nm para bombear fibras bidireccionales con diferente concentración de dopaje, revestimiento de 125 micrones y diámetro de núcleo de 2 micrones (consulte la figura). Con el fin de medir el rendimiento de BDFA, se construyó una fuente de luz de longitud de onda múltiple de fabricación propia con una fuente de fibra superluminiscente dopada con bismuto y una rejilla de Bragg de fibra de alta reflectividad (FBG) para generar 1615-1795 nm espaciados uniformes (espaciado de 15 nm).
El rendimiento de 1700nm se basa en la medición de varios parámetros de rendimiento de BDFA. Para obtener la máxima ganancia óptica, se concluye que la mejor opción es 0.015-0.02% del peso de dopaje de bismuto. Un amplificador óptico con 50 m de fibra dopada con bismuto proporciona una ganancia máxima de 23 dB a 1710 nm, 40 nm de ancho de banda de 3 dB, 0,1 dB / mW de eficiencia y una cifra de ruido de aproximadamente 7 dB. En comparación con TDFA, BDFA tiene un mejor ancho de banda y eficiencia de ganancia de 3dB.
"Un tema importante es desarrollar amplificadores de fibra en nuevas regiones espectrales donde la pérdida óptica de las fibras de comunicación es menor a 0.4dB / km", dijo el profesor Evgeny Dianov, director científico del Centro de Investigación de Fibra Óptica de la Academia de Ciencias de Rusia. "Esto permitirá utilizar regiones espectrales extendidas para la transmisión de información en sistemas de fibra óptica de alta velocidad. El desarrollo de este amplificador es la primera etapa importante en esta dirección". En este objetivo, necesitamos crear amplificadores ópticos de banda ancha con ganancia "ancho de banda superior a 100 nm, que será un nuevo avance en el desarrollo de sistemas de comunicación óptica que utilizan estos amplificadores y fibras ópticas activas", agregó Dianov.