Arbeidsprinsipp for ASE bredbånd lyskilde

ASE-bredbåndslys generert av erbiumdopet fiber forsterkes spontan emisjonslys generert av laserpumpende erbiumdopet fiber med kort bølgelengde. Som vist i følgende diagram, overganger de pumpede sjeldne jordionene mellom øvre og nedre energinivå for å generere spontan emisjonslys, som er amplifisert i den stimulerte emisjonsprosessen. Denne prosessen gjentas kontinuerlig, og til og med en ganske høy utgangseffekt kan oppnås under tilstrekkelige pumpeforhold. (ASE = forsterket spontan utslipp, forsterket spontan emisjonslys)

ASE -stråling er ofte til stede som støylys i fiberlasere og fiberforsterkere. ASE-lys konkurrerer vanligvis med signalbølgelengdelaseren for forsterkning, noe som fører til at den effektive kraften til laserbølgelengden reduseres, lasersignal-til-støy-forholdet til å avta, og graden av polarisering til å avta. Derfor er det håpet at ASE -lys vil bli minimert i fiberlasere og fiberforsterkere. Ved utforming av fiberlasere og forsterkere, vil kraftandelen av ASE -lys reduseres så mye som mulig ved å optimalisere den optiske banestrukturen. Imidlertid har ASE -lys som en lyskilde i seg selv noen egenskaper, for eksempel bredt spektralområde, spektral flathet, lav sammenheng, lav grad av polarisering, etc., som ikke er besatt av laserlys kilder. Siden fiberens ASE-lyskilde genereres i en erbiumfiber med en modus, kan den dessuten kobles med en vanlig en-modus fiber nesten tapsfritt. Derfor har denne ASE -bredbåndslyskilden også viktige bruksområder i noen anledninger, for eksempel fibergyroskop, fiberfølelse, OCT -avbildning og optisk kommunikasjonskanalkompensasjon. I faktiske C+L-båndfiber ASE Broadband Light Source-produkter brukes erbium-dopet kvartsfiber vanligvis som arbeidsmateriale, og en 980nm bånd halvlederlaser brukes som en eksitasjonspumpe for å generere spontan stråling i C-båndet, som forsterkes av den stimulerte strålingsprosessen. Siden den erbiumdopede fiberen har en viss lengde, blir C-båndstrålingslyset absorbert av andre erbiumioner og utstråles på nytt under overføring, slik at strålingsbølgelengden flyttes til et lengre bånd. Disse strålingene vil bli amplifisert ved stimulert utslipp igjen, og til slutt oppnås ASE-bredbåndsspekteret som dekker C-båndet eller L-båndet. Gjennom forskjellige optiske banestrukturdesign kan ASE lyskildeprodukter med forskjellige båndspektre som C, L, C+L oppnås.

Ovennevnte er den optiske banen for å teste ASE-strålingsspekteret til ER-dopet fiber. Isolator er en fiberisolator, og WDM er en 980/1550nm fiberbølgelengde -skillelinje. 974nm enkeltmoduspumpe LD gir pumpelaser, som begeistrer en del av en-modus er-dopet fiber gjennom WDM-kobling. Det utsendte bakover ASE -lyset og fremover ASE -lys sendes ut gjennom henholdsvis to isolatorer. Under den samme pumpekraften vises det målte bakover ASE -spekteret (grønn linje) og fremover ASE -spekteret (blå linje) på figuren. Det kan sees at ASE-strålingsspekteret direkte avgitt av den erbiumdopede fiberen ikke er flatt, og krafttetthetsforskjellen mellom forskjellige bølgelengder kan nå mer enn 10dB. ASE -spektra i de to retningene er ikke akkurat de samme. Derfor, i Fiber ASE Broadband Light Source -produktet, er spektrumflatingsteknologi (filter) nødvendig for å oppnå et flatt utgangsspektrum.