Zasada pracy źródła światła szerokopasmowego ASE

Światło szerokopasmowe ASE generowane przez włókno domieszkowane ERBum jest amplifikowane spontaniczne światło emisji generowane przez włókno laserowe pompowane na krótką fali. Jak pokazano na poniższym schemacie, pompowane jony ziem rzadkich między górnymi i dolnymi poziomami energii w celu wygenerowania spontanicznego światła emisji, które jest amplifikowane w stymulowanym procesie emisji. Proces ten powtarza się w sposób ciągły, a nawet dość wysoką moc wyjściową można osiągnąć w wystarczających warunkach pompowania. (ASE = wzmocniona spontaniczna emisja, wzmocnione spontaniczne światło emisji)

Promieniowanie ASE jest powszechnie obecne jako światło hałasowe w laserach światłowodowych i wzmacniaczach włókien. Światło ASE zwykle konkuruje z laserem długości fali sygnałowej o wzmocnienie, powodując zmniejszenie siły efektywnej długości fali laserowej, stosunek sygnału do szumu do zmniejszenia, a stopień polaryzacji zmniejsza się. Dlatego oczekuje się, że światło ASE zostanie zminimalizowane w laserach światłowodowych i wzmacniaczach włókien. Podczas projektowania laserów i wzmacniaczy światłowodowych udział mocy światła ASE zostanie w jak największym stopniu zmniejszony poprzez optymalizację struktury ścieżki optycznej. Jednak światło ASE jako same źródło światła ma również pewne cechy, takie jak szeroki zakres widmowy, płaskość widmowa, niska spójność, niski stopień polaryzacji itp., Które nie są posiadane przez źródła światła laserowego. Ponadto, ponieważ źródło światła światłowodowego jest generowane w jednoczesnym włóknie Erbium, można go połączyć ze zwykłym pojedynczym włóknem. Dlatego to szerokopasmowe źródło światła ASE ma również ważne zastosowania w niektórych przypadkach, takie jak żyroskopy światłowodowe, wykrywanie światłowodowe, obrazowanie OCT i kompensacja zasilania kanału komunikacyjnego optycznego. W rzeczywistych produktach szerokopasmowych produktów światłowodowych C+L szerokopasmowe źródło światła światłowca kwarcowego domieszkowanego przez ERB jest zwykle stosowane jako materiał roboczy, a laser półprzewodnikowy 980 nm jest stosowany jako pompa wzbudzenia w celu wygenerowania spontanicznego promieniowania w paśmie C, który jest amplifikowany przez stymulowany proces promieniowania. Ponieważ włókno domieszkowane przez ERB ma pewną długość, światło promieniowania C jest absorbowane przez inne jony ERBum i ponownie promieniowane podczas transmisji, tak że długość fali promieniowania jest przesunięta na dłuższy pas. Promieniowania te zostaną ponownie wzmocnione przez stymulowaną emisję, a wreszcie uzyskano widmo szerokopasmowe ASE pokrywające pasmę C lub L. Dzięki różnym projektom struktury ścieżki optycznej można uzyskać produkty źródłowe ASE o różnych widmach pasmowych, takich jak C, L, C+L.

Powyższe jest ścieżką optyczną do testowania widma promieniowania ASE włókna domieszkowanego ER. Izolator to izolator światłowodowy, a WDM to dzielnik fali światłowodowej 980/1550 nm. Pojedyncza pompa 974 nm LD zapewnia laser pompy, który podnieca odcinek światłowodu domieszkowanego jednomodem ER poprzez sprzężenie WDM. Emitowane światło ASE i do przodu ASE są wysyłane odpowiednio przez dwa izolatory. Pod tą samą moc pompy zmierzone widmo ASE do tyłu (zielona linia) i widmo do przodu ASE (niebieska linia) pokazano na rysunku. Można zauważyć, że widmo promieniowania ASE emitowane bezpośrednio przez włókno domieszkowane ERB-domem nie jest płaskie, a różnica gęstości mocy między różnymi długościami fali może osiągnąć większą niż 10dB. Widma ASE w dwóch kierunkach nie są dokładnie takie same. Dlatego w produkcie szerokopasmowego źródła światłowodowego technologii spłaszczania (filtra) spektrum (Filter), aby osiągnąć płaskie widmo wyjściowe.