Khuyếch đại tại 1,46 µm và 1,65 µm đã đạt được ở sợi HMF pha tạp Tm. Khuyếch đại ở 1,46 µm đã được thực hiện boeir Sakamoto trong sợi Tm-Ho ZBLAN được bơm ở 0,79 µm. Độ khuếch đại lớn nhất la 18 dB đạt được tại 1,46 µm với công suất bơm 150 mW và hệ số khuếch đại là 0,25 dB/mW. Sợi 20m bao gồm 0,05 wt% Tm và 1 wt% Ho và có đường kính lõi 1,8 µm, ∆n là 3,7 %. So sánh các đặc trưng khuếch đại của sợi pha tạp cả Tm-Ho với sợi pha tạp chỉ có Tm nhận thấy rằng
làm tăng độ khuếch đại và mở rộng phổ khuếch đại.
Các khuếch đại ở 1,65 µm được quan tâm trong các hệ thống thiết bị đường truyền dẫn quang OTDR ( Optical Time Domain Reflectometers) hoạt động ở 1,65 µm sẽ cho phép kiểm tra sợi quang truyền ở 1,3 µm và 1,5 µm. Cuối cùng, Sakamoto đã chứng minh độ tăng ích 35 dB tại 1,65 µm ở sợi ZBLAN pha tạp Tm.Bộ khuếch đại này sử dụng bước sóng ngắn viền của sự chuyển dịch 3
F4 về mức 3H6. Phủ một lớp Tb được sử dụng để triệt khử ASE và dao động laser ở dải từ 1,75 µm đến 2,0 µm. Hiệu suất khuếch đại 0,75 dB đạt được ở sợi ZBYAN pha tạp Tm 2000ppm và Tp 4000 ppm trong lớp phủ. Đường kính ;à 1,8 µm và ∆n là 3,7 %. Laser diode tại 1,22 µm được sử dụng như một nguồn bơm. Khuếch đại 2 ngăn có độ khuếch đại cao 35 dB tại công suất bơm là 140 mW. Độ khuếch đại tại 1,65 µm có thể không đạt được trong một sợi tương tự mà không có pha tạp trong lớp phủ. Kết quả này chứng minh tác dụng của sự khử ASE bằng pha tạp lớp phủ với .
a. Các đặc trƣng khuếch đại cơ bản của TDFA dải 1,4 µm.
Trong phần này ta mô tả và so sánh các đặc trưng cơ bản của các bộ khuếch đại quang sợi pha tạp tại 1,4 µm sử dụng bơm ngược 1,06 µm hoặc pha tạp với
.
Hình 2.20 minh họa khuếch đại của một bộ khuếch đại quang sợi pha tạp
với bơm ngược và tỷ lệ là 2000 ppm trong lõi và một bộ khuếch đại quang sợi pha tạp - với tỉ lệ 500 ppm và 10000 ppm trong lõi . Tất cả các thiết bị có độ rộng phổ khuếch đại bao trùm toàn bộ dải 1,4 µm. Phổ này là rộng hơn phổ khuếch đại quang sợi pha tạp được bơm tại 0,79 µm. Điều này được giải thích là vì trong sự biến đổi ngược và các khuếch đại quang sợi pha tạp -
mức 3F4 là giảm và sự hấp thụ 1,4 µm từ mức 3F4 về mức 3H4 là nhỏ hơn trong bộ khuếch đại được bơm tại 0,79 µm.
Wavelength(µm)
Hình 1.34. Phổ khuếch đại quang sợi pha tạp
Hình 1.35 a) minh họa hình ảnh nhiễu và phổ khuếch đại tín hiệu nhỏ của một TDFA 1,4 µm sự dụng bơm ngược dải 1,6 µm và hình 1.35 b) là phổ của hình ảnh nhiễu của một TDFA 1,4 µm pha tạp them . Trong tất cả các bộ khuếch đại NF tỏ ra là nhỏ nhất ở gần 1,48 µm và nó chỉ là 3,5 dB trong khuếch đại chuyển ngược. Sự tăng NF đối với các bước sóng tín hiệu dưới 1,48 µm là vì sự hấp thụ từ mức 3
F4 về mức 3
H4, ngược lại sự tăng trong vùng trên 1,48 µm là vì tín hiệu GSA tới mức 3
F4. So sánh giữa hình 1.35 a) và b) cho thấy rằng NF của khuếch đại quang sợi pha tạp
- là cao hơn khuếch đại chuyển ngược. Điều này là vì sự hấp thụ tín hiệu từ mức 3
Hình 1.35 . Hình ảnh nhiễu và phổ khuếch đại TDFA
Hình 1.36 minh họa sự phụ thuộc độ khuếch đại tín hiệu nhỏ vào công suất bơm TDFA 1,4 µm sử dụng bơm ngược hoặc pha tạp thêm Ho. Hiệu suất khuếch đại tín hiệu nhỏ hầu như giống nhau đối với tất cả các bộ khuếch đại. Sự khác nhau chủ yếu giữa chúng là độ khuếch đại không bão hòa. Độ bão hòa của khuếch đại pha tạp -
là vì ASE lớn trong dải 0,8 µm ( chuyển dịch 3H4 – 3H4) cung cấp bởi bơm 0,79 µm tới mức 3
H4. Với bơm ngược 1,06 µm nó rất khó để tạo ra một sự đảo ngược số lượng giữa mức 3
H4 và trạng thái đất và tín hiệu ASE khó giải quyết trong vùng 0,8 µm đã không xảy ra. Tương tự công suất tín hiệu của khuếch đại chuyển ngược là lơn hớn đối với khuếch đại quang sợi pha tạp - . Đối với một công suất bơm là 150mW và công suất tín hiệu đầu vào là 0 dBm thì công suất ra của khuếch đại chuyển ngược là 15 dBm và là 4,5 dBm đối với khuếch đại pha tạp thêm Ho.
Hình 1.36. Độ khuếch đại phụ thuộc vào công suất bơm của TDFA
b. Các đặc trung khuếch đại cơ bản của TDFA dải 1,65 µm.
Trong phần này ta mô tả các đặc trưng của TDFA dải 1,65 µm với lớp phủ pha tạp . Hình 1.37 minh họa độ khuếch đại tín hiệu được tính toán và NF của bọ khuếch đại. Trong tính toàn này nồng độ là 0,2 wt% và độ dài sợi được đánh giá theo nồng độ .Khi nồng độ được tăng lên, độ khuếch đại tăng tới một mức nhất định sau đó giảm.Kết quả này khẳng định rằng hiệu suất khuếch đại có thể do pha tạp ion .trong lớp phủ để triệt ASE trong vùng từ 1,7-2,0 µm. Nhưng pha tạp quá mức sẽ làm giảm độ khuếch đại, bởi vì ion là nguyên nhân gây suy hao tín hiệu. Nồng đọ tốt nhất để đạt được độ khuếch đại cao nhất là 0,4 wt%. Hình 1.37 cũng chỉ ra rằng NF tăng cùng với sự gia tăng của nồng độ .Điều này là vì ion là nguyên nhân gây suy hao tín hiệu.
Hình 1.37 .Độ khuếch đại và NF phụ thuộc vào nồng độ
Các dự đoán thực hiện trong cấu hình khuếch đại quang sợi hai tầng trong hình 1.38 a) , tại đây sử dụng hai sợi florua cơ sở ZnF4 với nồng độ của là 0,2 wt%
trong lõi và nồng độ của là 0,4 wt% trong lớp phủ. Độ khuếch đại tín hiệu phụ thuộc vào công suất bơm của bộ khuếch đại này được minh họa trong hình 1.38 b).a).