科學(xué)家開(kāi)發(fā)出工作于1700nm窗口的摻鉍光纖放大器
2017-03-31 15:39:28 來(lái)源： 瀏覽次數(shù)：0
目前的光纖通信網(wǎng)絡(luò)通常工作在 1550nm 的光譜窗口，并使用摻鉺光纖放大器（EDFA）來(lái)擴(kuò)展通信距離，或提高波分復(fù)用（WDM）技術(shù)的功率。
但是為了利用新的光譜窗口來(lái)滿(mǎn)足未來(lái)的通信帶寬需求，以及放大來(lái)自空芯光子帶隙光纖在 1600~1750nm光譜區(qū)域的信號(hào)，這是 EDFA 技術(shù)不能提供的信號(hào)，俄羅斯科學(xué)院光纖研究中心的科學(xué)家們，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種摻鉍（Bi）光纖放大器，其采用市售的 1550nm 激光二極管泵浦，工作在 1640~1770nm 波段。
摻鉍MCVD光纖
盡管摻銩（Tm）光纖放大器（TDFA）可以工作在 1700nm（以及高達(dá) 1900nm）窗口，但是必須通過(guò)各種特殊的共摻和自制的 ASE 濾波技術(shù)，抑制低效率和強(qiáng)的放大自發(fā)發(fā)射（ASE），這使得 TDFA 很難用于1700nm 窗口。
圖：1700nm的光學(xué)放大器（右側(cè)）放大自制的多波長(zhǎng)光源（左側(cè)），波長(zhǎng)范圍1615~1795nm、波長(zhǎng)間隔為均勻的15nm。頂部所示為WDM的透射光譜。
作為 TDFA 的替代產(chǎn)品，摻鉍的鍺硅酸鹽光纖能在 1700nm 波段提供放大，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)開(kāi)發(fā)具有高鍺含量的特殊摻鉍光纖，開(kāi)發(fā)出了一種1700nm 光學(xué)放大器。為了獲得最佳的增益分布，使用改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積（MCVD）方法制造了幾種具有不同摻鉍纖芯濃度的光纖。
摻鉍光纖放大器（BDFA）采用不同摻雜濃度的、包層為 125μm、芯徑為 2μm 的摻鉍光纖，使用兩個(gè)功率為 150mW、波長(zhǎng)為1550nm 的激光二極管進(jìn)行雙向纖芯泵浦（如圖所示）。為了測(cè)量BDFA的性能，采用超發(fā)光摻鉍光纖源和高反射率的光纖布拉格光柵（FBG）搭建自制多波長(zhǎng)光源，以產(chǎn)生 1615~1795nm、均勻間隔（15nm 間隔）的光譜線(xiàn)。
1700nm的性能
基于各種BDFA性能參數(shù)的測(cè)量，為了獲得最大的光學(xué)增益，得出鉍的摻雜重量百分比為 0.015~0.02% 是最佳選擇。具有 50m 摻鉍光纖的光學(xué)放大器，在 1710nm 處提供 23dB 的最大增益、40nm的3dB 帶寬、0.1dB/mW的增益效率和約 7dB 的最小噪聲系數(shù)。與TDFA 相比，BDFA 的 3dB 增益帶寬和效率更好。
“一個(gè)重要的問(wèn)題是，在通信光纖的光學(xué)損耗值小于0.4dB/km的新光譜區(qū)域開(kāi)發(fā)光纖放大器”，俄羅斯科學(xué)院光纖研究中心的科學(xué)主任Evgeny Dianov 教授說(shuō)，“這將使得在高速光纖系統(tǒng)中使用擴(kuò)展光譜區(qū)域?qū)崿F(xiàn)信息傳輸成為可能。這種放大器的發(fā)展是這個(gè)方向的第一個(gè)主要階段。Dianov 補(bǔ)充說(shuō)，“在這種追求中，需要?jiǎng)?chuàng)造增益帶寬大于 100nm 的寬帶光學(xué)放大器，這將是使用這些放大器和有源光纖的光纖通信系統(tǒng)發(fā)展中的一項(xiàng)新突破。”
信息來(lái)源：激光世界 編輯：茍麗麗