Τα σημερινά δίκτυα επικοινωνίας οπτικών ινών λειτουργούν συνήθως σε φασματικό παράθυρο 1550 nm και χρησιμοποιούν ενισχυτή ινών με πρόσμειξη ερβίου (EDFA) για να επεκτείνουν την απόσταση επικοινωνίας ή να βελτιώσουν την ισχύ της τεχνολογίας πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος (WDM).
Ωστόσο, προκειμένου να χρησιμοποιηθούν νέα φασματικά παράθυρα για να καλύψουν μελλοντικές απαιτήσεις εύρους ζώνης επικοινωνίας και να ενισχύσουν σήματα από ίνες φωτονικών ζωνών κοίλου πυρήνα στη φασματική περιοχή των 1600-1750 nm, η οποία δεν είναι διαθέσιμη από την τεχνολογία EDFA, επιστήμονες στο Ερευνητικό Κέντρο Οπτικών Ινών της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών έχουν αναπτύξει έναν ενισχυτή ινών με πρόσμειξη βισμούθιου (Bi), ο οποίος χρησιμοποιεί μια αντλία διόδου λέιζερ 1550 nm που πωλείται στην αγορά. Pu, που λειτουργεί σε ζώνη 1640-1770 nm.
Ίνα MCVD Doped Bismuth
Αν και ο ενισχυτής ινών με πρόσμειξη Tm (TDFA) μπορεί να λειτουργήσει σε παράθυρα 1700 nm (και έως 1900 nm), είναι δύσκολο για το TDFA να χρησιμοποιηθεί σε παράθυρα 1700 nm λόγω της χαμηλής του απόδοσης και της ισχυρής καταστολής της αυθόρμητης εκπομπής (ASE) μέσω διαφόρων ειδικών συν -Ντόπινγκ και αυτοκατασκευασμένες τεχνικές φιλτραρίσματος ASE.
Ως εναλλακτική λύση στο TDFA, οι ίνες πυριτικού γερμανίου με πρόσμιξη βισμούθιου μπορούν να παρέχουν ενίσχυση στα 1700 nm. Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε έναν οπτικό ενισχυτή 1700 nm αναπτύσσοντας ειδικές ίνες εμποτισμένες με βισμούθιο με υψηλή περιεκτικότητα σε γερμάνιο. Προκειμένου να επιτευχθεί η βέλτιστη κατανομή κέρδους, κατασκευάστηκαν αρκετές ίνες με πρόσμιξη βισμούθιου με διαφορετική συγκέντρωση στον πυρήνα με βελτιωμένη εναπόθεση χημικών ατμών (MCVD).
Ο ενισχυτής ινών με πρόσμειξη βισμούθιου (BDFA) χρησιμοποιεί δύο διόδους λέιζερ με ισχύ 150 mW και μήκος κύματος 1550 nm για την άντληση αμφίδρομων ινών με διαφορετική συγκέντρωση ντόπινγκ, επένδυση 125 micron και διάμετρο πυρήνα 2 micron (βλ. εικόνα). Προκειμένου να μετρηθεί η απόδοση του BDFA, κατασκευάστηκε μια ιδιοκατασκευασμένη πηγή φωτός πολλαπλών μηκών κύματος με υπερφωταύγεια πηγή ινών με πρόσμειξη βισμούθιου και πλέγμα Bragg ινών υψηλής ανακλαστικότητας (FBG) για να δημιουργήσει φάσματα ομοιόμορφης απόστασης 1615-1795 nm (απόσταση 15 nm). Η απόδοση των 1700nm βασίζεται στη μέτρηση διαφόρων παραμέτρων απόδοσης BDFA. Προκειμένου να επιτευχθεί το μέγιστο οπτικό κέρδος, συμπεραίνεται ότι το 0,015-0,02% του βάρους ντόπινγκ βισμούθιου είναι η καλύτερη επιλογή. Ένας οπτικός ενισχυτής με ίνα με πρόσμειξη βισμούθιου 50 m παρέχει μέγιστο κέρδος 23 dB στα 1710 nm, εύρος ζώνης 40 nm 3 dB, απόδοση κέρδους 0,1 dB/mW και ελάχιστο αριθμό θορύβου περίπου 7 dB. Σε σύγκριση με το TDFA, το BDFA έχει καλύτερο εύρος ζώνης και αποτελεσματικότητα κέρδους 3dB. «Ένα σημαντικό ζήτημα είναι η ανάπτυξη ενισχυτών ινών σε νέες φασματικές περιοχές όπου η οπτική απώλεια ινών επικοινωνίας είναι μικρότερη από 0,4 dB/km», δήλωσε ο καθηγητής Evgeny Dianov, επιστημονικός διευθυντής του Κέντρου Έρευνας Οπτικών Ινών της Ρωσικής Ακαδημίας Επιστημών. "Αυτό θα καταστήσει δυνατή τη χρήση εκτεταμένων φασματικών περιοχών για μετάδοση πληροφοριών σε συστήματα οπτικών ινών υψηλής ταχύτητας. Η ανάπτυξη αυτού του ενισχυτή είναι το πρώτο σημαντικό στάδιο προς αυτή την κατεύθυνση. "Σε αυτήν την επιδίωξη, πρέπει να δημιουργήσουμε ευρυζωνικούς οπτικούς ενισχυτές με κέρδος εύρος ζώνης μεγαλύτερο από 100 nm, το οποίο θα είναι μια νέα σημαντική ανακάλυψη στην ανάπτυξη συστημάτων οπτικής επικοινωνίας που χρησιμοποιούν αυτούς τους ενισχυτές και ενεργές οπτικές ίνες», πρόσθεσε ο Ντιάνοφ.
