Fibras especiais para amplificadores óticos de banda larga

Abstract

O presente trabalho consiste na caracterização de fibras óticas especiais dopadas com vários elementos, entre os quais érbio e bismuto, com vista ao desenvolvimento de amplificadores óticos de banda larga. São igualmente caracterizadas fibras óticas comerciais de características semelhantes que funcionam como termo de comparação. Pela caracterização da emissão e atenuação das duas fibras em estudo (HPEr-2, dopada com érbio e Bi-7, dopada com bismuto), verificou-se que a fibra HPEr-2 apresenta características adequadas para o desenvolvimento de dispositivos óticos nela baseados. Já a fibra Bi-7 não apresenta tais características e, como tal, foi descartada. Foram desenvolvidos amplificadores óticos baseados na fibra dopada com érbio caracterizada. O desempenho foi caracterizado, nomeadamente o perfil de ganho, a figura de ruído e comparado com o desempenho do amplificador baseado na fibra comercial I-25. Verifica-se que a fibra HPEr-2 apresenta um valor de ganho próximo do obtido com a fibra comercial, mas utilizando comprimentos mais curtos, enquanto em relação à figura de ruído, a fibra HPEr-2 apresenta valores de ruído superiores aos obtidos para a fibra I-25. Verifica-se a viabilidade de desenvolvimento de um amplificador ótico de banda larga baseado na fibra HPEr-2, tendo este um perfil de ganho plano e capacidade de funcionamento com comprimentos de fibra curtos. Apesar destas vantagens, são sugeridas formas de aprofundar este estudo e esclarecer o desempenho de um amplificador deste tipo para outras condições de funcionamento

The present work consists in the characterization of specialty optical fibers doped with several elements, among them erbium and bismuth, with the purpose of developing broadband optical amplifiers. Commercial optical fibers of similar characteristics that serve as a comparison term are also characterized. By characterizing the emission and attenuation of the two fibers in study (HPEr-2, doped with erbium and Bi-7, doped with bismuth), it was verified that HPEr-2 fiber presents adequate characteristics for the development of optical devices. However, the Bi-7 fiber does not present such characteristics and, as such, it was discarded. Optical amplifiers based on the erbium doped fiber have been developed. The performance was characterized, namely the gain profile, the noise figure, and they were compared with the performance of the amplifier based on commercial fiber I-25. It is verified that the HPEr-2 fiber presents a gain value close to the one obtained with the commercial fiber, but using shorter lengths. In relation to the noise figure, HPEr-2 fiber presents higher noise levels than those obtained for fiber I-25. It is verified the feasibility of a HPEr-2 fiber-based broadband optical amplifier, having a flat gain profile and working with short fiber lengths. Despite these advantages, was to deepen this study and clarify the performance of such amplifier are suggested for other operating conditions