Pracovní princip zdroje širokopásmového světla ASE

Širokopásmové světlo ASE generované vláknem dopovaným erbiem je zesíleno spontánní emisní světlo generované laserovým čerpacím vláknem dopovaném erbiovým vláknem s krátkou vlnovou délkou. Jak je uvedeno na následujícím diagramu, přechod iontů čerpaných vzácných zemin mezi horní a nižší hladinou energie za vzniku spontánního emisního světla, které je zesíleno ve stimulovaném procesu emise. Tento proces se opakuje nepřetržitě a dokonce i poměrně vysoký výstupní výkon lze dosáhnout za dostatečných čerpacích podmínek. (ASE = zesílené spontánní emise, zesílené spontánní emisní světlo)

ASE záření je běžně přítomno jako šumové světlo ve vláknových laserech a zesilovačích vláken. Světlo ASE obvykle konkuruje zisku s laserem signálu vlnové délky, což způsobuje, že efektivní síla laserové vlnové délky klesá, poměr laserového signálu k šum ke snížení a stupeň polarizace ke snížení. Proto se doufá, že světlo ASE bude minimalizováno ve vláknových laserech a zesilovačích vláken. Při navrhování laserů a zesilovačů vlákna bude výkonový podíl ASE světla co nejvíce snížen optimalizací struktury optické cesty. Světlo ASE jako samotného zdroje světla však má také některé vlastnosti, jako je široký spektrální rozsah, spektrální rovina, nízká koherence, nízký stupeň polarizace atd., Které nejsou vlastněny zdroji laserového světla. Navíc, protože zdroj světla vlákna ASE je generován v jednomním erbiovém vláknu, může být spojeno s běžným jednorázovým vláknem téměř bez úmyslně. Tento zdroj ASE širokopásmového světla ASE má proto při některých příležitostech také důležité aplikace, jako jsou gyroskopy vlákna, snímání vláken, zobrazení OCT a kompenzace výkonu optického komunikačního kanálu. Ve skutečných produktech vlákniny ASE s vláknem ASE C+L se jako pracovní materiál obvykle používá křemenné vlákno dopované erbiové a jako excitační čerpadlo se používá jako excitační čerpadlo v pásmu C, který je amplifikován stimulovaným procesem záření. Vzhledem k tomu, že vlákno dopované erbiem má určitou délku, je záření-pásmové záření absorbováno jinými erbiovými ionty a během přenosu znovu vycházejí, takže radiační vlnová délka je posunuta na delší pás. Tato záření bude opět zesílena stimulovaným emisím a nakonec se získá ASE širokopásmové spektrum pokrývající C-pásmo nebo L-pásmo. Prostřednictvím různých konstrukcí struktury optické cesty lze získat produkty ASE světelného zdroje s různými pásovými spektry, jako je C, L, C+L.

Výše uvedená je optická cesta pro testování radiačního spektra ASE ER dotovaného vlákna. Izolátor je izolátor vlákna a WDM je 980/1550nm vlnová délka vlákna. 974nm jednorezosokový čerpadlo LD poskytuje čerpací laser, který vzrušuje část vlákna dotovaného jednorázovým režimem prostřednictvím WDM spojování. Emitované zaostalé světlo ASE a dopředu ASE je výstup prostřednictvím dvou izolátorů. Při stejném výkonu čerpadla je na obrázku znázorněno měřené zpětné ASE spektrum (zelená čára) a dopředu ASE spektra (modrá čára). Je vidět, že radiační spektrum ASE přímo emitované vláknem dotovaným erbiem není ploché a rozdíl hustoty výkonu mezi různými vlnovými délkami může dosáhnout více než 10 dB. Spektra ASE ve dvou směrech není úplně stejná. Proto je v produktu širokopásmového světelného zdroje vlákna ASE a pro dosažení plochého výstupního spektra je nutná technologie zploštění spektra (filtr).