Mạng truyền thông cáp quang ngày nay thường hoạt động ở cửa sổ quang phổ 1550 nm, và sử dụng bộ khuếch đại sợi pha tạp erbium (EDFA) để mở rộng khoảng cách truyền thông hoặc cải thiện sức mạnh của công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng (WDM).
Tuy nhiên, để sử dụng các cửa sổ quang phổ mới nhằm đáp ứng các yêu cầu về băng thông truyền thông trong tương lai và khuếch đại tín hiệu từ các sợi bandgap quang tử lõi rỗng trong vùng quang phổ 1600-1750 nm, điều mà công nghệ EDFA không có, các nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Sợi quang của Viện Hàn lâm Khoa học Nga đã phát triển một bộ khuếch đại sợi quang pha tạp bismuth (Bi), sử dụng một máy bơm đi-ốt laser 1550 nm được bán trên thị trường. Pu, hoạt động trong dải 1640-1770 nm.
Sợi MCVD pha tạp bitmut
Mặc dù bộ khuếch đại sợi quang pha tạp Tm (TDFA) có thể hoạt động ở cửa sổ 1700nm (và lên đến 1900nm), rất khó để TDFA được sử dụng trong cửa sổ 1700nm vì hiệu suất thấp và sự triệt tiêu phát xạ tự phát khuếch đại mạnh (ASE) thông qua nhiều co đặc biệt khác nhau. -doping và kỹ thuật lọc ASE tự tạo.
Để thay thế cho TDFA, sợi germani silicat pha tạp bitmut có thể cung cấp khả năng khuếch đại ở bước sóng 1700 nm. Nhóm nghiên cứu đã phát triển bộ khuếch đại quang 1700 nm bằng cách phát triển các sợi đặc biệt pha tạp bitmut với hàm lượng germani cao. Để có được sự phân bố độ lợi tối ưu, một số sợi pha tạp bitmut với nồng độ lõi khác nhau đã được chế tạo bằng cách cải thiện sự lắng đọng hơi hóa học (MCVD).
Bộ khuếch đại sợi quang pha tạp Bismuth (BDFA) sử dụng hai điốt laser có công suất 150 mW và bước sóng 1550 nm để bơm các sợi quang hai hướng với nồng độ pha tạp khác nhau, lớp phủ 125 micron và đường kính lõi 2 micron (xem hình). Để đo hiệu suất của BDFA, một nguồn ánh sáng đa bước sóng tự tạo với nguồn sợi quang pha tạp bitmut siêu phát quang và sợi quang có hệ số phản xạ cao Cách tử Bragg (FBG) đã được chế tạo để tạo ra phổ khoảng cách đồng đều 1615-1795 nm (khoảng cách 15nm). Hiệu suất của 1700nm dựa trên phép đo các thông số hiệu suất BDFA khác nhau. Để có được độ tăng quang tối đa, kết luận rằng 0,015-0,02% trọng lượng pha tạp bitmut là lựa chọn tốt nhất. Bộ khuếch đại quang với sợi quang pha tạp 50 m cung cấp độ lợi tối đa 23 dB ở bước sóng 1710 nm, băng thông 40 nm 3 dB, hiệu suất khuếch đại 0,1 dB / mW và con số tiếng ồn tối thiểu khoảng 7 dB. So với TDFA, BDFA có băng thông và hiệu quả khuếch đại 3dB tốt hơn. Giáo sư Evgeny Dianov, giám đốc khoa học của Trung tâm nghiên cứu về sợi quang thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, cho biết: “Một vấn đề quan trọng là phát triển bộ khuếch đại sợi quang ở những vùng quang phổ mới nơi suy hao quang học của sợi truyền thông nhỏ hơn 0,4dB / km. "Điều này sẽ làm cho nó có thể sử dụng các vùng quang phổ mở rộng để truyền thông tin trong các hệ thống cáp quang tốc độ cao. Sự phát triển của bộ khuếch đại này là giai đoạn chính đầu tiên theo hướng này." Dianov nói thêm.
