تقویت کننده فیبر دوپ شده بیسموت با پنجره 1700 نانومتری

شبکه های ارتباطی فیبر نوری امروزی معمولاً در پنجره طیفی 1550 نانومتر کار می کنند و از تقویت کننده فیبر دوپ شده با اربیوم (EDFA) برای گسترش فاصله ارتباطی یا بهبود قدرت فناوری تقسیم طول موج چندگانه (WDM) استفاده می کنند.
با این حال، دانشمندان در مرکز تحقیقات فیبر نوری، به منظور استفاده از پنجره‌های طیفی جدید برای برآوردن نیازهای پهنای باند ارتباطی آینده و تقویت سیگنال‌های فیبرهای باند فوتونیک هسته توخالی در ناحیه طیفی 1600-1750 نانومتر، که توسط فناوری EDFA در دسترس نیست. آکادمی علوم روسیه یک تقویت کننده فیبر دوپ شده با بیسموت (Bi) ساخته است که از پمپ دیود لیزری 1550 نانومتری که در بازار فروخته می شود استفاده می کند. Pu، در باند 1640-1770 نانومتر کار می کند.
فیبر MCVD دوپ شده بیسموت
اگرچه تقویت کننده فیبر دوپ شده Tm (TDFA) می تواند در پنجره های 1700 نانومتری (و تا 1900 نانومتر) کار کند، استفاده از TDFA در پنجره های 1700 نانومتری به دلیل راندمان پایین و سرکوب انتشار خود به خودی تقویت شده قوی (ASE) از طریق شرکت های ویژه دشوار است. دوپینگ و تکنیک های خودساخته فیلتر ASE.
به عنوان جایگزینی برای TDFA، الیاف سیلیکات ژرمانیوم دوپ شده با بیسموت می توانند در 1700 نانومتر تقویت شوند. این تیم تحقیقاتی یک تقویت کننده نوری 1700 نانومتری را با توسعه فیبرهای مخصوص دوپ شده با بیسموت با محتوای ژرمانیوم بالا توسعه دادند. به منظور به دست آوردن توزیع سود بهینه، چندین الیاف دوپ شده با بیسموت با غلظت های مختلف هسته با بهبود رسوب بخار شیمیایی (MCVD) ساخته شدند.
تقویت کننده فیبر دوپ شده با بیسموت (BDFA) از دو دیود لیزر با توان 150 مگاوات و طول موج 1550 نانومتر برای پمپاژ فیبرهای دو جهته با غلظت های مختلف دوپینگ، روکش 125 میکرون و قطر هسته 2 میکرون استفاده می کند (شکل را ببینید). به منظور اندازه گیری عملکرد BDFA، یک منبع نوری چند طول موجی خودساخته با منبع فیبر دوپ شده با بیسموت سوپرلومینسانس و گریتینگ فیبر براگ با بازتاب بالا (FBG) برای ایجاد فاصله یکنواخت 1615-1795 نانومتر (فاصله 15 نانومتر) ساخته شد. عملکرد 1700 نانومتر بر اساس اندازه گیری پارامترهای مختلف عملکرد BDFA است. برای به دست آوردن حداکثر بهره نوری، نتیجه گیری می شود که 0.015-0.02 درصد وزن دوپینگ بیسموت بهترین انتخاب است. یک تقویت کننده نوری با فیبر دوپ شده با بیسموت 50 متر حداکثر بهره 23 دسی بل را در 1710 نانومتر، 40 نانومتر پهنای باند 3 دسی بل، راندمان بهره 0.1 دسی بل/میلی وات و حداقل نویز حدود 7 دسی بل را ارائه می دهد. در مقایسه با TDFA، BDFA دارای پهنای باند و کارایی 3dB بهتری است. پروفسور اوگنی دیانوف، مدیر علمی مرکز تحقیقات فیبر نوری آکادمی علوم روسیه می گوید: «یک موضوع مهم توسعه تقویت کننده های فیبر در مناطق طیفی جدید است که در آن تلفات نوری فیبرهای ارتباطی کمتر از 0.4dB/km است. "این امکان استفاده از مناطق طیف گسترده ای را برای انتقال اطلاعات در سیستم های فیبر نوری پرسرعت فراهم می کند. توسعه این تقویت کننده اولین مرحله مهم در این مسیر است." در این پیگیری، ما نیاز به ایجاد تقویت کننده های نوری باند پهن با بهره داریم. پهنای باند بیش از 100 نانومتر، که موفقیت جدیدی در توسعه سیستم های ارتباطی نوری با استفاده از این تقویت کننده ها و فیبرهای نوری فعال خواهد بود.