Arbetsprincip för ASE bredbandsljuskälla

ASE bredbandsljus genererat av erbiumdopad fiber amplifieras spontan emissionsljus genererad av kortvåglängd laserpumpande erbiumdopad fiber. Såsom visas i följande diagram övergår de pumpade sällsynta jordartonjonerna mellan övre och lägre energinivåer för att generera spontan emissionsljus, vilket amplifieras i den stimulerade emissionsprocessen. Denna process upprepas kontinuerligt och till och med en ganska hög utgångseffekt kan uppnås under tillräckliga pumpförhållanden. (ASE = amplifierad spontan emission, förstärkt spontan emissionljus)

ASE -strålning är vanligtvis närvarande som brusljus i fiberlasrar och fiberförstärkare. ASE-ljus tävlar vanligtvis med signalvåglängdslasern för förstärkning, vilket orsakar att den effektiva kraften hos laservåglängden minskar, lasersignal-till-brusförhållandet minskar och polariseringsgraden för att minska. Därför hoppas man att ASE -ljus kommer att minimeras i fiberlasrar och fiberförstärkare. Vid utformning av fiberlasrar och förstärkare kommer kraftandelen av ASE -ljuset att reduceras så mycket som möjligt genom att optimera den optiska vägstrukturen. ASE -ljus som en ljuskälla i sig har emellertid också vissa egenskaper, såsom brett spektralområde, spektral planhet, låg koherens, låg polarisering, etc., som inte är besatt av laserljuskällor. Eftersom fiber-ljuskällan genereras i en Erbium-fiber med en enda läge kan den dessutom kopplas till en vanlig enstaka fiber nästan förlustlöst. Därför har denna ASE -bredbandsljuskälla också viktiga applikationer vid vissa tillfällen, såsom fibergyroskop, fiberavkänning, OCT -avbildning och optisk kommunikationskanalkraftkompensation. I faktiska C+L-bandfiber ASE-bredbandsljusprodukter används vanligtvis Erbium-dopad kvartsfiber som arbetsmaterial, och ett 980Nm-band-halvledarlaser används som en excitationspump för att generera spontan strålning i C-bandet, som amplifieras av den stimulerade strålningsprocessen. Eftersom den erbiumdopade fibern har en viss längd, absorberas C-bandstrålningsljuset av andra erbiumjoner och strålas om under överföringen, så att strålningsvåglängden flyttas till ett längre band. Dessa strålningar kommer att förstärkas genom stimulerad utsläpp igen, och slutligen erhålls ASE-bredbandsspektrumet som täcker C-band eller L-band. Genom olika optiska vägstrukturdesign kan ASE -ljuskällprodukter med olika bandspektra såsom C, L, C+L erhållas.

Ovanstående är den optiska vägen för att testa ASE-strålningsspektrumet för ER-dopad fiber. Isolator är en fiberisolator och WDM är en 980/1550Nm fibervåglängd. 974Nm en-läge-pump LD tillhandahåller pumplaser, vilket lockar en sektion av ER-dopade fiber med en enda läge genom WDM-koppling. Det utsläppta bakåtriktade ljuset och framåt ASE -ljuset matas ut genom två isolatorer. Under samma pumpkraft visas det uppmätta bakåtriktade ASE -spektrumet (grön linje) och framåt ASE -spektrum (blå linje) i figuren. Det kan ses att ASE-strålningsspektrumet som direkt släpps ut av den erbiumdopade fibern inte är platt, och effektdensitetsskillnaden mellan olika våglängder kan nå mer än 10dB. ASE -spektra i de två riktningarna är inte exakt samma. Därför krävs för att uppnå ett platt utgångsspektrum i fiberens bredbandsljuskällprodukt för att uppnå ett platt utgångsspektrum.