Специалисты разработали усилитель, поддерживающий длину волны, соответствующую диапазону телекоммуникаций. При высокой мощности, прибор компактен, сопоставим по габаритам с ноутбуком.

Основа – стекло, модифицированное висмутовой добавкой. При прохождении лазерного луча сквозь стекло, происходит фокусировка и, соответственно, усиление сигнала.

Усилитель поддерживает пятикратно расширенный диапазон длин волн, в сравнении с другими разработками. Область применения оборудования – оптоволоконные линии связи. Ученые полагают, что устройство поможет в 5 раз увеличить объемы передаваемой информации.

Актуальность проблемы

Оптоволокно, формирующее наземные и подводные линии связи, позволяет передавать данные на дистанции в сотни и тысячи километров. Неудивительно, что именно оно является стандартом для телекоммуникаций, интернет-сетей. Стабильность, надежность коммутации, радиус действия удается повысить при помощи усилителей.

Традиционные материалы для производства усилителей – кварцевое стекло и эрбий. В течение последних 10 лет количество подобных оптических усилителей в системах связи многократно выросло, что на порядки увеличило скорость обмена информацией. Недостаток оборудования – ограниченность рабочего диапазона, эффективное взаимодействие исключительно с сигналами на 1550-нанометровой длине волны. Повысить скорость работы сети можно более совершенными усилителями с расширенным диапазоном.

Инновационный подход

Специалисты, представляющие московский Институт общей физики (https://www.gpi.ru/) и нижегородский – химии высокочистых веществ (https://ichps.ru/), разработали более совершенный усилитель. Его особенность – висмут вместо эрбия. Вещество было выбрано из-за свойства люминесценции, активного свечения при воздействии ИК-излучения.

Центральная часть усилителя изготовлена из диоксида кремния, стекла с идеальной прозрачностью. Для заполнения использовано следующее:

• Стекло с добавлением фосфора и висмута;
• Стекло с добавлением германия и висмута.

Элементы были объединены в трубчатые конструкции, ставшие основами для светодиодов и оборудования, повышающего мощность сигнала.

Тестирование устройства было проведено взаимодействием с лазерным лучом. Исследование показало, что усилитель эффективно взаимодействует с сигналами, длина волн которых изменяется от 1250 до 1500 нанометров. В теории, подобное расширение рабочего диапазона позволяет рассчитывать на пятикратное повышение объемов передаваемой информации, в сравнении с обычным оптическим волокном.

Андрей Умников, возглавляющий исследования, представляющий Институт химии высокочистых веществ, подчеркнул, что исследования будут продолжены. Совершенствование разработанных усилителей, запуск их серийного производства – все это поможет модернизировать существующие оптоволоконные сети, добиться их соответствия наиболее строгим мировым стандартам по скорости передачи информации.

Читайте нас в Telegram, ВКонтакте и Одноклассниках