1700nmウィンドウのビスマスドープファイバ増幅器

今日の光ファイバ通信ネットワークは通常1550nmのスペクトルウィンドウで動作し、エルビウムドープファイバ増幅器（EDFA）を使用して通信距離を延長したり、波長分割多重（WDM）テクノロジの能力を向上させたりします。
ただし、新しいスペクトルウィンドウを使用して将来の通信帯域幅要件を満たし、EDFAテクノロジでは利用できない1600〜1750 nmのスペクトル領域の中空コアフォトニックバンドギャップファイバからの信号を増幅するために、光ファイバ研究センターの科学者はロシア科学アカデミーの研究者は、市場で販売されている1550 nmのレーザーダイオードポンプを使用するビスマスドープ（Bi）光ファイバー増幅器を開発しました。 Pu、1640〜1770nm帯域で動作。
ビスマスドープMCVDファイバー
Tmドープファイバ増幅器（TDFA）は1700nm（および最大1900nm）のウィンドウで動作できますが、TDFAは効率が低く、さまざまな特殊なcoによる強力な増幅自然放出（ASE）抑制のため、1700nmウィンドウで使用することは困難です。 -ドーピングおよび自作のASEフィルタリング技術。
TDFAの代替として、ビスマスをドープしたケイ酸ゲルマニウムファイバーは1700nmで増幅を提供できます。研究チームは、ゲルマニウム含有量の高い特殊なビスマスドープファイバを開発することにより、1700nmの光増幅器を開発しました。最適なゲイン分布を得るために、改良された化学蒸着（MCVD）によって、コア濃度が異なるいくつかのビスマスドープファイバが製造されました。
ビスマスドープファイバ増幅器（BDFA）は、150mWの出力と1550nmの波長を持つ2つのレーザーダイオードを使用して、異なるドーピング濃度、125ミクロンのクラッド、2ミクロンのコア径の双方向ファイバを励起します（図を参照）。 BDFAの性能を測定するために、スーパールミネッセントビスマスドープファイバ光源と高反射率ファイバブラッググレーティング（FBG）を備えた自作の多波長光源を構築して、1615-1795 nmの均一間隔（15 nm間隔）スペクトルを生成しました。 1700nmの性能は、さまざまなBDFA性能パラメータの測定に基づいています。最大の光学利得を得るために、ビスマスドーピング重量の0.015〜0.02％が最良の選択であると結論付けられる。 50 mのビスマスドープファイバを備えた光増幅器は、1710nmで23dBの最大ゲイン、40 nmの3 dB帯域幅、0.1 dB / mWのゲイン効率、および約7dBの最小雑音指数を提供します。 TDFAと比較して、BDFAは3dBのゲイン帯域幅と効率が優れています。 「重要な問題は、通信ファイバの光損失が0.4dB / km未満の新しいスペクトル領域でファイバ増幅器を開発することです」とロシア科学アカデミーの光ファイバ研究センターの科学ディレクターであるEvgenyDianov教授は述べています。 「これにより、高速光ファイバシステムでの情報伝送に拡張スペクトル領域を使用できるようになります。この増幅器の開発は、この方向の最初の主要な段階です。」この追求では、ゲインのある広帯域光増幅器を作成する必要があります。 100 nmを超える帯域幅。これは、これらの増幅器とアクティブ光ファイバーを使用した光通信システムの開発における新たなブレークスルーとなるでしょう」とDianov氏は付け加えました。