Günümüzün fiber optik iletişim ağları genellikle 1550 nm spektral pencerede çalışır ve iletişim mesafesini uzatmak veya dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) teknolojisinin gücünü artırmak için erbiyum katkılı fiber amplifikatör (EDFA) kullanır.
Bununla birlikte, gelecekteki iletişim bant genişliği gereksinimlerini karşılamak ve EDFA teknolojisi tarafından mevcut olmayan 1600-1750 nm spektral bölgesindeki içi boş çekirdekli fotonik bant aralığı fiberlerinden gelen sinyalleri yükseltmek için yeni spektral pencereleri kullanmak için Optik Fiber Araştırma Merkezi'ndeki bilim adamları Rusya Bilimler Akademisi'nin bir üyesi, piyasada satılan 1550 nm lazer diyot pompasını kullanan bizmut katkılı (Bi) bir fiber amplifikatör geliştirdi. Pu, 1640-1770 nm bandında çalışıyor.
Bizmut Katkılı MCVD Elyaf
Tm katkılı fiber yükselteç (TDFA) 1700nm (ve 1900nm'ye kadar) pencerelerde çalışabilmesine rağmen, düşük verimliliği ve çeşitli özel ortaklarla güçlü güçlendirilmiş spontan emisyon (ASE) bastırması nedeniyle TDFA'nın 1700nm pencerelerde kullanılması zordur. -doping ve kendi kendine yapılan ASE filtreleme teknikleri.
TDFA'ya alternatif olarak bizmut katkılı germanyum silikat lifleri 1700 nm'de amplifikasyon sağlayabilir. Araştırma ekibi, yüksek germanyum içeriğine sahip özel bizmut katkılı fiberler geliştirerek 1700 nm optik amplifikatör geliştirdi. Optimal kazanç dağılımını elde etmek için, geliştirilmiş kimyasal buhar biriktirme (MCVD) ile farklı çekirdek konsantrasyonuna sahip birkaç bizmut katkılı elyaf üretildi.
Bizmut katkılı fiber amplifikatör (BDFA), farklı doping konsantrasyonuna, 125 mikron kaplamaya ve 2 mikron çekirdek çapına sahip çift yönlü fiberleri pompalamak için 150 mW gücünde ve 1550 nm dalga boyunda iki lazer diyotu kullanır (şekle bakın). BDFA'nın performansını ölçmek için, süper ışıldayan bizmut katkılı fiber kaynağına ve yüksek yansıtıcılığa sahip fiber Bragg ızgarasına (FBG) sahip, kendi kendine yapılan çok dalga boylu bir ışık kaynağı, 1615-1795 nm tek biçimli aralık (15 nm aralık) spektrumu oluşturmak üzere inşa edildi. 1700nm'nin performansı, çeşitli BDFA performans parametrelerinin ölçümüne dayanmaktadır. Maksimum optik kazancı elde etmek için bizmut katkı ağırlığının %0,015-0,02'sinin en iyi seçim olduğu sonucuna varılmıştır. 50 m bizmut katkılı fibere sahip bir optik amplifikatör, 1710 nm'de 23 dB maksimum kazanç, 40 nm 3 dB bant genişliği, 0.1 dB/mW kazanç verimliliği ve yaklaşık 7 dB minimum gürültü değeri sağlar. TDFA ile karşılaştırıldığında, BDFA daha iyi bir 3dB kazanç bant genişliğine ve verimliliğe sahiptir. Rusya Bilimler Akademisi Optik Fiber Araştırma Merkezi'nin bilimsel direktörü Profesör Evgeny Dianov, "Önemli bir konu, iletişim fiberlerinin optik kaybının 0,4 dB/km'den az olduğu yeni spektral bölgelerde fiber yükselteçler geliştirmektir" dedi. "Bu, yüksek hızlı fiber optik sistemlerde bilgi iletimi için genişletilmiş spektral bölgelerin kullanılmasını mümkün kılacaktır. Bu amplifikatörün geliştirilmesi, bu yöndeki ilk büyük aşamadır. "Bu arayışta, kazançlı geniş bant optik amplifikatörler oluşturmamız gerekiyor. 100 nm'den daha yüksek bant genişliği, bu amplifikatörleri ve aktif optik fiberleri kullanan optik iletişim sistemlerinin geliştirilmesinde yeni bir atılım olacak" diye ekledi Dianov.
