De huidige glasvezelcommunicatienetwerken werken meestal met een spectraal venster van 1550 nm en gebruiken erbium-gedoteerde vezelversterker (EDFA) om de communicatieafstand te vergroten of de kracht van WDM-technologie (golflengteverdelingsmultiplexing) te verbeteren.
Om echter nieuwe spectrale vensters te gebruiken om aan toekomstige communicatiebandbreedtevereisten te voldoen en signalen van holle-kern fotonische bandgap-vezels in het spectrale gebied van 1600-1750 nm, dat niet beschikbaar is door EDFA-technologie, te versterken, hebben wetenschappers van het Optical Fiber Research Center van de Russische Academie van Wetenschappen hebben een met bismut gedoteerde (Bi)-vezelversterker ontwikkeld, die gebruikmaakt van een 1550 nm laserdiodepomp die op de markt wordt verkocht. Pu, opererend in de 1640-1770 nm-band.
Met bismut gedoteerde MCVD-vezel
Hoewel Tm-gedoteerde vezelversterker (TDFA) kan werken bij 1700nm (en tot 1900nm) vensters, is het moeilijk voor TDFA om te worden gebruikt in 1700nm vensters vanwege de lage efficiëntie en sterke onderdrukking van spontane emissie (ASE) door middel van verschillende speciale co -doping en zelfgemaakte ASE-filtertechnieken.
Als alternatief voor TDFA kunnen met bismut gedoteerde germaniumsilicaatvezels amplificatie verschaffen bij 1700 nm. Het onderzoeksteam ontwikkelde een optische versterker van 1700 nm door speciale met bismut gedoteerde vezels met een hoog germaniumgehalte te ontwikkelen. Om de optimale versterkingsverdeling te verkrijgen, werden verschillende met bismut gedoteerde vezels met verschillende kernconcentraties gefabriceerd door verbeterde chemische dampafzetting (MCVD).
Bismut-gedoteerde vezelversterker (BDFA) gebruikt twee laserdiodes met een vermogen van 150 mW en een golflengte van 1550 nm om bidirectionele vezels met verschillende dopingconcentraties, 125 micron bekleding en een kerndiameter van 2 micron te pompen (zie afbeelding). Om de prestaties van BDFA te meten, werd een zelfgemaakte lichtbron met meerdere golflengten met superluminescerende bismut-gedoteerde vezelbron en Bragg-rooster met hoge reflectiviteit (FBG) geconstrueerd om 1615-1795 nm uniforme afstand (15 nm afstand) spectra te genereren. De prestaties van 1700nm zijn gebaseerd op de meting van verschillende BDFA-prestatieparameters. Om de maximale optische winst te verkrijgen, wordt geconcludeerd dat 0,015-0,02% bismut-dopinggewicht de beste keuze is. Een optische versterker met 50 m bismut-gedoteerde vezel levert 23 dB maximale versterking bij 1710 nm, 40 nm 3 dB bandbreedte, 0,1 dB/mW versterkingsefficiëntie en ongeveer 7 dB minimale ruisgetal. In vergelijking met TDFA heeft BDFA een betere bandbreedte en efficiëntie van 3 dB. "Een belangrijk punt is de ontwikkeling van glasvezelversterkers in nieuwe spectrale regio's waar het optische verlies van communicatievezels minder is dan 0,4 dB/km", zegt professor Evgeny Dianov, wetenschappelijk directeur van het Optical Fiber Research Center van de Russische Academie van Wetenschappen. "Dit zal het mogelijk maken om uitgebreide spectrale regio's te gebruiken voor informatieoverdracht in high-speed optische vezelsystemen. De ontwikkeling van deze versterker is de eerste grote stap in deze richting. "In dit streven moeten we breedband optische versterkers maken met gain bandbreedte groter dan 100 nm, wat een nieuwe doorbraak zal zijn in de ontwikkeling van optische communicatiesystemen die gebruik maken van deze versterkers en actieve optische vezels", aldus Dianov.
