Szerokopasmowe źródła światła ASE są szeroko stosowane w testach produkcyjnych i eksperymentach naukowych. W artykule podjęto próbę krótkiego wyjaśnienia głównych parametrów i metod badań szerokopasmowych źródeł światła ASE z domieszką erbu w paśmie C+L.
Zasada działania Szerokopasmowe światło ASE generowane przez włókno domieszkowane erbem to wzmocnione światło emisji spontanicznej generowane przez laser pompujący o krótkiej długości fali włókno domieszkowane erbem. Jak pokazano na poniższym schemacie, pompowane jony metali ziem rzadkich przechodzą między górnym i dolnym poziomem energii, generując światło o emisji spontanicznej, które jest wzmacniane podczas emisji wymuszonej. Proces ten powtarza się w sposób ciągły i przy wystarczających warunkach pompowania może nawet osiągnąć znacznie wysoką moc wyjściową.
(ASE = wzmocniona emisja spontaniczna)
Promieniowanie ASE jest powszechne jako światło szumowe w laserach światłowodowych i wzmacniaczach światłowodowych. Światło ASE zwykle konkuruje z laserem o długości fali sygnału o wzmocnienie, powodując zmniejszenie efektywnej mocy lasera, zmniejszenie stosunku sygnału do szumu lasera i zmniejszenie polaryzacji. Dlatego pożądane jest minimalizowanie występowania światła ASE w laserach światłowodowych i wzmacniaczach światłowodowych. Projektując lasery światłowodowe i wzmacniacze, udział mocy światła ASE jest maksymalnie redukowany poprzez optymalizację struktury ścieżki optycznej. Jednak światło ASE jako źródło światła ma również pewne cechy, takie jak szeroki zakres widmowy, płaskie widmo, niska spójność i niska polaryzacja, których nie ma w laserowych źródłach światła. Co więcej, światłowodowe źródła światła ASE, generowane w jednomodowym włóknie erbowym, mogą łączyć się ze zwykłym włóknem jednomodowym prawie bez strat. Dlatego ten typ szerokopasmowego źródła światła ASE ma ważne zastosowania w określonych sytuacjach, takich jak żyroskopy światłowodowe, wykrywanie światłowodów, obrazowanie OCT i kompensacja mocy w optycznych kanałach komunikacyjnych.
W praktycznych szerokopasmowych źródłach światła ASE z włóknami C+L, jako ośrodek aktywny zwykle stosuje się włókno krzemionkowe domieszkowane erbem, a jako pompę wzbudzającą stosuje się laser półprzewodnikowy o długości fali 980 nm, który generuje emisję spontaniczną w paśmie C, która jest następnie wzmacniana poprzez emisję wymuszoną. Ponieważ włókno domieszkowane erbem ma określoną długość, promieniowanie pasma C jest pochłaniane przez inne jony erbu i ponownie wypromieniowywane, powodując przesunięcie długości fali promieniowania do dłuższego pasma. Promieniowanie to jest następnie ponownie wzmacniane poprzez emisję stymulowaną, co ostatecznie skutkuje szerokopasmowym widmem ASE obejmującym pasma C lub L. Można zaprojektować różne struktury ścieżek optycznych w celu uzyskania produktów będących źródłami światła ASE o różnych pasmach długości fal, takich jak C, L i C+L.
Powyżej przedstawiono ścieżkę optyczną do badania widma promieniowania ASE włókna domieszkowanego Er. Izolator jest izolatorem światłowodowym, a WDM jest multiplekserem z podziałem długości fali światłowodu (WDM) 980/1550 nm. Pompowana jednomodowa dioda LD o długości fali 974 nm zapewnia laser pompujący, który jest sprzężony w celu wzbudzenia sekcji jednomodowego światłowodu domieszkowanego Er za pośrednictwem WDM. Emitowane do tyłu i do przodu światło ASE jest wysyłane przez dwa oddzielne izolatory. Przy tej samej mocy pompy zmierzone wsteczne widmo ASE (zielona linia) i przednie widmo ASE (niebieska linia) pokazano na rysunku. Można zauważyć, że widmo promieniowania ASE emitowanego bezpośrednio przez włókno domieszkowane erbem nie jest płaskie; różnica gęstości mocy między różnymi długościami fal może osiągnąć ponad 10 dB, a widma ASE w obu kierunkach nie są całkowicie identyczne. Dlatego w światłowodowych szerokopasmowych źródłach światła ASE wymagana jest technologia spłaszczania widma (filtry), aby uzyskać płaskie widmo wyjściowe.
Prawa autorskie @ 2020 Shenzhen Box Optronics Technology Co., Ltd. - Chiny Moduły światłowodowe, producenci laserów ze sprzężeniem światłowodowym, dostawcy komponentów laserowych Wszelkie prawa zastrzeżone.
