Кәсіби білім

1700нм терезесі бар висмут допингті талшықты күшейткіш

2021-03-24
Қазіргі кездегі оптикалық талшықты байланыс желілері әдетте 1550 нм спектрлік терезеде жұмыс істейді және байланыс қашықтығын ұзарту немесе толқын ұзындығын мультиплекстеу (WDM) технологиясын жақсарту үшін эрбий қоспасы бар талшықты күшейткішті (EDFA) қолданады.
Алайда, жаңа спектрлік терезелерді пайдалану үшін болашақ өткізу қабілеттілігі талаптарын қанағаттандыру және EDFA технологиясы қол жетімді емес 1600-1750 нм спектралды аймақтағы қуыс-фотонды өткізгіш талшықтардан сигналдарды күшейту үшін Оптикалық талшықты зерттеу орталығының ғалымдары Ресей Ғылым академиясы нарықта сатылатын 1550 нм лазерлік диодты сорғыны қолданатын висмут қосылған (Bi) талшықты күшейткішті жасады. Pu, 1640-1770 нм диапазонында жұмыс істейді.
Висмут MCVD талшықтары
Tm-doped талшықты күшейткіш (TDFA) 1700нм (және 1900nm дейін) терезелерде жұмыс істей алатынына қарамастан, TDFA-ны 1700nm терезелерде пайдалану қиын, өйткені оның тиімділігі төмен және әртүрлі арнайы ко - ASE сүзгілеу әдістері және өздері жасаған.
TDFA-ға балама ретінде висмут қоспасы бар германий силикат талшықтары 1700 нм-де күшейте алады. Зерттеу тобы құрамында германий мөлшері жоғары арнайы висмут қоспасы бар талшықтар жасау арқылы 1700 нм оптикалық күшейткішті жасады. Күшейтудің оңтайлы үлестірімін алу үшін химиялық булардың жақсы тұндыруымен (MCVD) әртүрлі ядролық концентрациясы бар бірнеше висмут қосылған қоспалар жасалды.
Висмутпен қосылатын талшық күшейткіші (BDFA) әртүрлі допингтік концентрациясы, 125 мкм қаптамамен және 2 мкм өзек диаметрімен екі бағытты талшықтарды сорып алу үшін қуаты 150 мВт және толқын ұзындығы 1550 нм екі лазерлік диодты қолданады (суретті қараңыз). BDFA өнімділігін өлшеу үшін 1615-1795 нм біркелкі аралықты (15 нм аралық) спектрлер жасау үшін супер люминесцентті висмут қосындысы бар талшық көзі және жоғары шағылыстырғыш талшықты Bragg торы (FBG) бар өздігінен жасалған көп толқындық жарық көзі құрылды. 1700нм өнімділік әртүрлі BDFA өнімділік параметрлерін өлшеуге негізделген. Максималды оптикалық күшейту үшін ең жақсы таңдау висмут допинг салмағының 0,015-0,02% құрайды деген қорытындыға келді. 50 м висмут қосылған қоспасы бар оптикалық күшейткіш 1710 нм-де 23 дБ максималды күшейтуді, 40 нм 3 дБ өткізу қабілеттілігін, 0,1 дБ / мВт күшейту коэффициентін және шамамен 7 дБ минималды шу көрсеткішін қамтамасыз етеді. TDFA-мен салыстырғанда, BDFA кеңейтілген 3dB өткізу қабілеттілігі мен тиімділігіне ие. «Байланыс талшықтарының оптикалық шығыны 0,4дБ / км-ден аспайтын жаңа спектрлік аймақтарда талшықты күшейткіштерді дамыту маңызды мәселе болып табылады», - деді профессор, Евгений Дианов, Ресей Ғылым Академиясының Оптикалық талшықтарды зерттеу орталығының ғылыми директоры. «Бұл жоғары жылдамдықты оптикалық талшықты жүйелерде ақпарат тарату үшін кеңейтілген спектрлік аймақтарды пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл күшейткіштің дамуы осы бағыттағы алғашқы маңызды кезең болып табылады.» Осы мақсатта бізге кең жолақты оптикалық күшейткіштер құру қажет өткізу қабілеттілігі 100 нм-ден жоғары, бұл осы күшейткіштер мен белсенді оптикалық талшықтарды қолданатын оптикалық байланыс жүйелерін дамытудағы жаңа жетістік болады », - деп қосты Дианов.