Les réseaux de communication à fibre optique d'aujourd'hui fonctionnent généralement dans une fenêtre spectrale de 1550 nm et utilisent un amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) pour étendre la distance de communication ou améliorer la puissance de la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM).
Cependant, afin d'utiliser de nouvelles fenêtres spectrales pour répondre aux futures exigences de bande passante de communication et amplifier les signaux des fibres à bande interdite photonique à noyau creux dans la région spectrale de 1600-1750 nm, qui n'est pas disponible par la technologie EDFA, les scientifiques du Centre de recherche sur la fibre optique de l'Académie russe des sciences ont développé un amplificateur à fibre dopée au bismuth (Bi), qui utilise une pompe à diode laser de 1550 nm vendue sur le marché. Pu, fonctionnant dans la bande 1640-1770 nm.
Fibre MCVD dopée au bismuth
Bien que l'amplificateur à fibre dopée Tm (TDFA) puisse fonctionner dans des fenêtres de 1700 nm (et jusqu'à 1900 nm), il est difficile pour le TDFA d'être utilisé dans des fenêtres de 1700 nm en raison de sa faible efficacité et de sa forte suppression de l'émission spontanée amplifiée (ASE) grâce à divers co spéciaux. -techniques de dopage et de filtrage ASE auto-fabriquées.
Comme alternative au TDFA, les fibres de silicate de germanium dopé au bismuth peuvent fournir une amplification à 1700 nm. L'équipe de recherche a développé un amplificateur optique de 1700 nm en développant des fibres spéciales dopées au bismuth à haute teneur en germanium. Afin d'obtenir la distribution de gain optimale, plusieurs fibres dopées au bismuth avec différentes concentrations de cœur ont été fabriquées par dépôt chimique en phase vapeur amélioré (MCVD).
L'amplificateur à fibre dopée au bismuth (BDFA) utilise deux diodes laser d'une puissance de 150 mW et d'une longueur d'onde de 1550 nm pour pomper des fibres bidirectionnelles avec une concentration de dopage différente, une gaine de 125 microns et un diamètre de noyau de 2 microns (voir figure). Afin de mesurer les performances du BDFA, une source de lumière multi-longueurs d'onde auto-fabriquée avec une source de fibre dopée au bismuth superluminescente et un réseau de Bragg à fibre à haute réflectivité (FBG) a été construite pour générer des spectres d'espacement uniforme de 1615-1795 nm (espacement de 15 nm). La performance de 1700nm est basée sur la mesure de divers paramètres de performance BDFA. Afin d'obtenir le gain optique maximum, il est conclu que 0,015-0,02% de poids de dopage au bismuth est le meilleur choix. Un amplificateur optique avec une fibre dopée au bismuth de 50 m fournit un gain maximum de 23 dB à 1710 nm, une bande passante de 40 nm à 3 dB, une efficacité de gain de 0,1 dB/mW et un facteur de bruit minimum d'environ 7 dB. Comparé au TDFA, le BDFA a une meilleure bande passante et une meilleure efficacité de gain de 3 dB. "Un enjeu important est de développer des amplificateurs à fibre dans de nouvelles régions spectrales où la perte optique des fibres de communication est inférieure à 0,4 dB/km", a déclaré le professeur Evgeny Dianov, directeur scientifique du Centre de recherche sur la fibre optique de l'Académie russe des sciences. "Cela permettra d'utiliser des régions spectrales étendues pour la transmission d'informations dans les systèmes à fibre optique à haut débit. Le développement de cet amplificateur est la première étape majeure dans cette direction. "Dans cette poursuite, nous devons créer des amplificateurs optiques à large bande avec un gain une bande passante supérieure à 100 nm, ce qui constituera une nouvelle percée dans le développement de systèmes de communication optique utilisant ces amplificateurs et fibres optiques actives », a ajouté Dianov.
