Vidrios de Zn₃(PO₄)₂ co-dopados con Er³⁺ - Yb³⁺ para un amplificador de señal

Abstract

Se presenta la simulación computacional y síntesis real de vidrios de fosfato de zinc dopados con 𝐸𝑟³⁺−𝑌𝑏³⁺ para su aplicación como amplificadores de señal a la longitud de onda de 1550 nm. Los amplificadores ópticos realizan un papel muy importante en las redes de larga distancia, el elemento erbio como dopante en las redes de comunicación ha sido de gran interés debido a sus excelentes características de amplificación y a su amplia banda espectral. Por otro lado, el elemento iterbio debido a su buena eficiencia ha sido de los más utilizados como medio de ganancia y obtención de alta potencia. En este trabajo se propone la síntesis de vidrios de fosfato de zinc a diferentes concentraciones de Erbio e iterbio basándonos en un previo tratamiento matemático tomando como herramienta de simulación el software Matlab que nos acerca a los parámetros de concentración y volumen ideales en la síntesis de los vidrios a fin de obtener una ganancia óptima. Los resultados teóricos muestran que al incrementar la concentración del ion iterbio en el sistema de co-dopaje 𝐸𝑟³⁺−𝑌𝑏³⁺, la ganancia y potencia de salida tienen un aumento considerable, de manera similar, pero reduciendo la concentración del ion erbio en el sistema co-dopado, se logra el objetivo de aumentar la ganancia ya que la mayor concentración del ion erbio reduce la eficiencia de transferencia de energía. Los resultados experimentales muestran que con una alta concentración del ion iterbio y una baja concentración del ion erbio, se logra obtener una ganancia óptima, pero si estas concentraciones se dopan en una matriz de fosfato de zinc con sodio, se presentará una mayor ganancia y potencia de salida del amplificador. La principal contribución de este proyecto es la comparación de la simulación matemática con la caracterización experimental de los vidrios sintetizados además de la fabricación y análisis de vidrios de fosfato de zinc con sodio. Esto nos lleva a conclusiones más completas en la búsqueda de una matriz vítrea que permita amplificar una señal de comunicaciones y analizar su máxima ganancia.