Широкопојасен извор на светлина ASE со ербиум-допирани влакна C+L

Широкопојасните извори на светлина на ASE се широко користени при тестирање на производството и научно-истражувачки експерименти. Оваа статија се обидува накратко да ги објасни главните параметри и методите за тестирање на широкопојасните извори на светлина со ASE со ербиум-допирани влакна C+L.

Принцип на работа ASE широкопојасната светлина генерирана од влакно допирани со ербиум е засилена спонтана емисија на светлина генерирана од ласерски со кратка бранова должина што пумпа влакно допирана со ербиум. Како што е прикажано на шематскиот дијаграм подолу, испумпаните јони на ретки земји преминуваат помеѓу горните и долните нивоа на енергија, генерирајќи спонтана емисија на светлина, која се засилува за време на стимулираната емисија. Овој процес се повторува континуирано, и под доволни услови за пумпање, може да постигне дури и значително висока излезна моќност.

(ASE = Засилена спонтана емисија)

ASE зрачењето е распространето како бучава светлина во ласери со влакна и засилувачи на влакна. Светлината ASE обично се натпреварува со ласерот со бранова должина на сигналот за засилување, предизвикувајќи намалување на ефективната ласерска моќност, намалување на односот ласерски сигнал-шум и намалување на поларизацијата. Затоа, пожелно е да се минимизира појавата на ASE светлина во ласери со влакна и засилувачи на влакна. При дизајнирање на ласери и засилувачи со влакна, процентот на моќност на ASE светлината се намалува колку што е можно повеќе со оптимизирање на структурата на оптичката патека. Меѓутоа, ASE светлината како извор на светлина поседува и одредени карактеристики, како што се широк спектрален опсег, рамен спектар, ниска кохерентност и ниска поларизација, кои не се наоѓаат во изворите на ласерска светлина. Понатаму, изворите на светлина со оптички влакна ASE, генерирани во едномодни ербиумски влакна, можат да се спојат со обични едномодни влакна без речиси никаква загуба. Затоа, овој тип на широкопојасен извор на светлина ASE има важни примени во одредени ситуации, како што се жироскопи со оптички влакна, сензор за оптички влакна, OCT слика и компензација на моќност во оптичките комуникациски канали.

Во практичните производи со широкопојасен извор на светлина со ASE со оптички влакна C+L, силициумските влакна допирани со ербиум обично се користат како активен медиум, а полупроводнички ласер од 980 nm се користи како пумпа за возбудување за да се генерира спонтана емисија во опсегот C, која потоа се засилува преку стимулирана емисија. Бидејќи влакното со допирање на ербиум има одредена должина, зрачењето на C-појасот се апсорбира од други јони на ербиум и повторно се зрачи, предизвикувајќи брановата должина на зрачењето да се префрли на подолг опсег. Ова зрачење потоа повторно се засилува преку стимулирана емисија, што на крајот резултира со широкопојасен ASE спектар кој ги покрива појасите C или L. Различни структури на оптички патеки можат да бидат дизајнирани за да се добијат производи од ASE извор на светлина со различни појаси на бранова должина, како што се C, L и C+L.

Горенаведеното ја покажува оптичката патека за тестирање на спектарот на зрачење ASE на Er-допирани влакна. Изолаторот е изолатор со оптички влакна, а WDM е мултиплексирање со поделба на бранова должина на влакна од 980/1550 nm (WDM). Пумпаната LD во еден режим од 974 nm го обезбедува пумпниот ласер, кој е споен за да возбуди дел од едномодни Er-допирани влакна преку WDM. Емитираното ASE светло наназад и напред се емитува преку два посебни изолатори. Под иста моќност на пумпата, измерениот наназад ASE спектар (зелена линија) и напредниот спектар ASE (сина линија) се прикажани на сликата. Може да се види дека спектарот на зрачење на ASE директно емитиран од влакното допирана со ербиум не е рамен; разликата во густината на моќноста помеѓу различни бранови должини може да достигне повеќе од 10 dB, а спектрите на ASE во двете насоки не се целосно идентични. Затоа, во производите со широкопојасен извор на светлина ASE со оптички влакна, потребна е технологија на спектрално израмнување (филтри) за да се постигне рамен излезен спектар.