Delovno načelo širokopasovnega svetlobnega vira ASE

ASE širokopasovna svetloba, ki jo ustvarjajo vlakna, dopirana z erbijem, je ojačana spontana emisijska svetloba, ki nastane z lasersko črpajočimi vlakninami s kratko valovno dolžino. Kot je prikazano v naslednjem diagramu, prehajajo črpani redki zemeljski ioni med zgornjo in spodnjo raven energije, da ustvarijo spontano emisijsko svetlobo, ki se ojača v procesu stimulirane emisije. Ta postopek se ponavlja neprekinjeno in celo dokaj visoka izhodna moč je mogoče doseči v zadostnih črpalnih pogojih. (ASE = ojačana spontana emisija, ojačana spontana emisijska luč)

Sevanje ASE je običajno prisotno kot hrupna svetloba v laserjih in ojačevalnikih vlaken. ASE svetloba ponavadi tekmuje z laserjem signalne valovne dolžine za dobiček, zaradi česar se učinkovita moč laserske valovne dolžine zmanjša, lasersko razmerje med signalom in šumom do zmanjšanja in stopnja polarizacije do zmanjšanja. Zato upamo, da bo ASE svetloba zmanjšala v laserjih in ojačevalnikih vlaken. Pri oblikovanju laserjev in ojačevalnikov vlaken se bo delež moči svetlobe ASE čim bolj zmanjšal z optimizacijo strukture optične poti. Vendar ima ASE Light kot vir svetlobe tudi nekatere značilnosti, kot so širok spektralni razpon, spektralna plodnost, nizka skladnost, nizka stopnja polarizacije itd., Ki jih laserski svetlobni viri ne posedujejo. Poleg tega, ker je vir svetlobe vlaken ASE ustvarjen v enosmernem erbijevem vlaknu, ga lahko skoraj brez izgube povežemo z navadnim enotnim vlaknom. Zato ima ta širokopasovni vir svetlobe ASE tudi pomembne aplikacije v nekaterih primerih, kot so žiroskopi vlaken, zaznavanje vlaken, slikanje OCT in optična komunikacijska kanala. V dejanskih izdelkih iz širokopasovnih svetlobnih virov C+L vlakna ASE se kot delovni material ponavadi uporablja erbij-dopirano kremenčevo vlakno, polprevodniški laser pa 980nm pasu se uporablja kot vzbujevalna črpalka za ustvarjanje spontanega sevanja v pasu C, ki se ojača s stimuliranim postopkom sevanja. Ker ima vlakna, dopirana z erbijem določeno dolžino, se sevalna luč C-pasu absorbira z drugimi erbijevimi ioni in ponovno na novo med prenosom, tako da se sevalna valovna dolžina premakne na daljši pas. Te sevanja se bodo ponovno razširile s stimulirano emisijo in na koncu dobimo širokopasovni spekter ASE, ki pokriva C-pasu ali L-pasu. Skozi različne zasnove strukture optične poti lahko dobimo izdelke ASE z različnimi pasovnimi spektri, kot so C, L, C+L.

Zgornje je optična pot za testiranje spektra sevanja ASE iz vlaknin, dopiranih z ER. Isolator je izolator vlaken, WDM pa je delilnik valovne dolžine vlaken 980/1550nm. 974nm enodelni črpalki LD zagotavlja laser črpalke, ki vzbuja odsek enojnega ER-dopiranega vlakna skozi sklopko WDM. Oddaja nazaj ASE Svetloba in naprej ASE Svetloba se oddajata skozi dva izolatorja. Pod isto močjo črpalke sta na sliki prikazana izmerjeni spekter ASE za nazaj (zelena črta) in naprej ASE (modra črta). Vidimo, da spekter sevanja ASE, ki ga neposredno oddaja vlakna, dopirana z erbijem, ni ravno, razlika v gostoti moči med različnimi valovnimi dolžinami pa lahko doseže več kot 10 dB. Spektri ASE v obeh smereh niso popolnoma enaki. Zato je za doseganje ravnega izhodnega spektra potrebna v vlakno ASE ASE širokopasovni vir svetlobe.