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T Technologies Centerechnologies Center 技术中心

光纤放大器

工作于 1700nm 窗口的

掺铋光纤放大器

文/Gail Overton

-60
Transmission (dB)
天的光纤通信网络通常
今 工作在 1550nm 的光谱窗 -70 channel Signal
Pump
-80
口，并使用掺铒光纤放大器 Wavelength Bi-doped -90 channel
division Wavelength 1500 1600 1700 1800
（EDFA）来扩展通信距离，或提高波分 Er:Yb multiplexer (nm)
Wavelength
复用（WDM）技术的功率。 laser Optical Optical division multiplexer Optical
但是为了利用新的光谱窗口来满 isolator Circulator Signal isolator isolator signal
Input Output
足未来的通信带宽需求，以及放大来 1600 nm Fiber Bragg 1550 nm 1550 nm
自空芯光子带隙光纤在 1600~1750nm 1790 nm gratings laser diode laser diode
光谱区域的信号，这是 EDFA 技术不 图：1700nm的光学放大器（右侧）放大自制的多波长光源（左侧），波长范围1615~1795nm、波长间隔
能提供的信号，俄罗斯科学院光纤研 为均匀的15nm。顶部所示为WDM的透射光谱。
究中心的科学家们，已经开发出了一 同掺铋纤芯浓度的光纤。 数。与 TDFA 相比，BDFA 的 3dB 增
种掺铋（Bi）光纤放大器，其采用市 掺铋光纤放大器（BDFA）采用 益带宽和效率更好。
售的 1550nm 激光二极管泵浦，工作 不同掺杂浓度的、包层为 125μm、芯 “一个重要的问题是，在通信光
在 1640~1770nm 波段。 [1] 径为 2μm 的掺铋光纤，使用两个功 纤的光学损耗值小于 0.4dB/km 的新
率为 150mW、波长为 1550nm 的激 光谱区域开发光纤放大器”，俄罗
掺铋MCVD光纤 光二极管进行双向纤芯泵浦（如图所 斯科学院光纤研究中心的科学主任
尽管掺铥（Tm）光纤放大器 示）。为了测量 BDFA 的性能，采用 Evgeny Dianov 教授说，“这将使得在
（TDFA）可以工作在 1700nm（以及 超发光掺铋光纤源和高反射率的光纤 高速光纤系统中使用扩展光谱区域实
高达 1900nm）窗口，但是必须通过 布拉格光栅（FBG）搭建自制多波长 现信息传输成为可能。这种放大器的
各种特殊的共掺和自制的 ASE 滤波 光源，以产生 1615~1795nm、均匀间 发展是这个方向的第一个主要阶段。
技术，抑制低效率和强的放大自发发 隔（15nm 间隔）的光谱线。 Dianov 补充说，“在这种追求中，
射（ASE），这使得 TDFA 很难用于 需要创造增益带宽大于 100nm 的宽
1700nm 窗口。 1700nm的性能 带光学放大器，这将是使用这些放大
作为 TDFA 的替代产品，掺铋的 基于各种BDFA性能参数的测量， 器和有源光纤的光纤通信系统发展中
锗硅酸盐光纤能在 1700nm 波段提供 为了获得最大的光学增益，得出铋的 的一项新突破。”
放大，研究团队通过开发具有高锗含 掺杂重量百分比为 0.015~0.02% 是最
量的特殊掺铋光纤，开发出了一种 佳选择。具有 50m 掺铋光纤的光学放 参考文献
1700nm 光学放大器。为了获得最佳 大器，在 1710nm 处提供 23dB 的最 1. S. V. Firstov et al., Sci. Rep. online, 6,
的增益分布，使用改进的化学气相沉 大增益、40nm 的3dB 带宽、0.1dB/mW 28939 (2016); doi:10.1038/srep28939.
积（MCVD）方法制造了几种具有不 的增益效率和约 7dB 的最小噪声系

24 Jan/ Feb 2017 www.laserfocusworld.com.cn Laser Focus World China 激光世界