As redes de comunicação de fibra óptica de hoje geralmente operam em uma janela espectral de 1550 nm e usam amplificador de fibra dopada com érbio (EDFA) para estender a distância de comunicação ou melhorar o poder da tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM).
No entanto, para usar novas janelas espectrais para atender aos requisitos futuros de largura de banda de comunicação e amplificar os sinais de fibras de bandgap fotônicas de núcleo oco na região espectral de 1600-1750 nm, que não está disponível pela tecnologia EDFA, cientistas do Optical Fiber Research Center da Academia Russa de Ciências desenvolveram um amplificador de fibra dopado com bismuto (Bi), que usa uma bomba de diodo laser de 1550 nm vendida no mercado. Pu, operando na banda de 1640-1770 nm.
Fibra MCVD Dopada com Bismuto
Embora o amplificador de fibra dopado com Tm (TDFA) possa operar em janelas de 1700 nm (e até 1900 nm), é difícil para o TDFA ser usado em janelas de 1700 nm devido à sua baixa eficiência e forte supressão de emissão espontânea amplificada (ASE) através de vários cos especiais. -técnicas de filtragem ASE de dopagem e de fabricação própria.
Como alternativa ao TDFA, as fibras de silicato de germânio dopadas com bismuto podem fornecer amplificação em 1700 nm. A equipe de pesquisa desenvolveu um amplificador óptico de 1700 nm desenvolvendo fibras especiais dopadas com bismuto com alto teor de germânio. A fim de obter a distribuição de ganho ideal, várias fibras dopadas com bismuto com diferentes concentrações de núcleo foram fabricadas por deposição de vapor químico melhorada (MCVD).
O amplificador de fibra dopado com bismuto (BDFA) usa dois diodos laser com potência de 150 mW e comprimento de onda de 1550 nm para bombear fibras bidirecionais com diferentes concentrações de dopagem, revestimento de 125 mícrons e diâmetro de núcleo de 2 mícrons (veja a figura). A fim de medir o desempenho do BDFA, uma fonte de luz multi-comprimento de onda auto-fabricada com fonte de fibra superluminescente dopada com bismuto e rede de Bragg de fibra de alta refletividade (FBG) foi construída para gerar espectros de espaçamento uniforme de 1615-1795 nm (espaçamento de 15 nm). O desempenho de 1700nm é baseado na medição de vários parâmetros de desempenho do BDFA. Para obter o ganho óptico máximo, conclui-se que 0,015-0,02% do peso de dopagem de bismuto é a melhor escolha. Um amplificador óptico com fibra dopada com bismuto de 50 m fornece ganho máximo de 23 dB em 1710 nm, largura de banda de 40 nm 3 dB, eficiência de ganho de 0,1 dB/mW e figura de ruído mínima de cerca de 7 dB. Comparado com o TDFA, o BDFA tem uma melhor largura de banda e eficiência de ganho de 3dB. "Uma questão importante é desenvolver amplificadores de fibra em novas regiões espectrais onde a perda óptica das fibras de comunicação é inferior a 0,4dB/km", disse o professor Evgeny Dianov, diretor científico do Optical Fiber Research Center da Academia Russa de Ciências. "Isso possibilitará o uso de regiões espectrais estendidas para transmissão de informações em sistemas de fibra óptica de alta velocidade. O desenvolvimento deste amplificador é a primeira grande etapa nesse sentido. "Nesta busca, precisamos criar amplificadores ópticos de banda larga com ganho largura de banda superior a 100 nm, o que será um novo avanço no desenvolvimento de sistemas de comunicação óptica usando esses amplificadores e fibras ópticas ativas", acrescentou Dianov.
