Jaringan komunikasi serat optik saat ini biasanya beroperasi pada jendela spektral 1550 nm, dan menggunakan penguat serat erbium-doped (EDFA) untuk memperpanjang jarak komunikasi atau meningkatkan kekuatan teknologi wave division multiplexing (WDM).
Namun, untuk menggunakan jendela spektral baru untuk memenuhi persyaratan bandwidth komunikasi di masa depan dan memperkuat sinyal dari serat celah pita fotonik inti berongga di wilayah spektral 1600-1750 nm, yang tidak tersedia oleh teknologi EDFA, para ilmuwan di Pusat Penelitian Serat Optik Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia telah mengembangkan penguat serat bismut-doped (Bi), yang menggunakan pompa dioda laser 1550 nm yang dijual di pasaran. Pu, beroperasi pada pita 1640-1770 nm.
Serat MCVD Didoping Bismut
Meskipun penguat serat Tm-doped (TDFA) dapat beroperasi pada jendela 1700nm (dan hingga 1900nm), sulit bagi TDFA untuk digunakan pada jendela 1700nm karena efisiensinya yang rendah dan penekanan emisi spontan yang diperkuat (ASE) yang kuat melalui berbagai co khusus. -doping dan teknik penyaringan ASE buatan sendiri.
Sebagai alternatif untuk TDFA, serat silikat germanium yang didoping bismut dapat memberikan amplifikasi pada 1700 nm. Tim peneliti mengembangkan penguat optik 1700 nm dengan mengembangkan serat khusus yang didoping bismut dengan kandungan germanium tinggi. Untuk mendapatkan distribusi penguatan yang optimal, beberapa serat yang didoping bismut dengan konsentrasi inti yang berbeda dibuat dengan deposisi uap kimia yang ditingkatkan (MCVD).
Penguat serat yang didoping bismut (BDFA) menggunakan dua dioda laser dengan daya 150 mW dan panjang gelombang 1550 nm untuk memompa serat dua arah dengan konsentrasi doping yang berbeda, kelongsong 125 mikron dan diameter inti 2 mikron (lihat gambar). Untuk mengukur kinerja BDFA, sumber cahaya multi-panjang gelombang buatan sendiri dengan sumber serat doping bismut superluminescent dan serat reflektifitas tinggi Bragg grating (FBG) dibangun untuk menghasilkan spektrum jarak seragam 1615-1795 nm (spasi 15nm). Kinerja 1700nm didasarkan pada pengukuran berbagai parameter kinerja BDFA. Untuk mendapatkan penguatan optik yang maksimal, disimpulkan bahwa 0,015-0,02% bobot doping bismut adalah pilihan terbaik. Penguat optik dengan serat doping bismut 50 m memberikan penguatan maksimum 23 dB pada 1710 nm, bandwidth 40 nm 3 dB, efisiensi penguatan 0,1 dB/mW, dan angka kebisingan minimum sekitar 7 dB. Dibandingkan dengan TDFA, BDFA memiliki bandwidth dan efisiensi gain 3dB yang lebih baik. "Masalah penting adalah mengembangkan penguat serat di wilayah spektral baru di mana kehilangan optik serat komunikasi kurang dari 0,4dB/km," kata Profesor Evgeny Dianov, direktur ilmiah Pusat Penelitian Serat Optik dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia. "Ini akan memungkinkan untuk menggunakan wilayah spektral yang diperluas untuk transmisi informasi dalam sistem serat optik berkecepatan tinggi. Pengembangan amplifier ini adalah tahap besar pertama dalam arah ini. "Dalam upaya ini, kita perlu membuat amplifier optik broadband dengan penguatan bandwidth yang lebih besar dari 100 nm, yang akan menjadi terobosan baru dalam pengembangan sistem komunikasi optik menggunakan amplifier dan serat optik aktif ini,” tambah Dianov.
