АСЕ широкопојасни извор светлости од влакана допираног ербијумом Ц+Л

АСЕ широкопојасни извори светлости се широко користе у тестирању производње и научним истраживачким експериментима. Овај чланак покушава укратко да објасни главне параметре и методе тестирања широкопојасних извора светлости са влакнима АСЕ допираних ербијумом Ц+Л опсега.

Принцип рада АСЕ широкопојасно светло које генерише влакно допирано ербијумом је појачано спонтано емисионо светло које се генерише краткоталасним ласерским пумпањем влакана допираног ербијумом. Као што је приказано на шематском дијаграму испод, пумпани јони ретких земаља прелазе између горњег и доњег енергетског нивоа, стварајући спонтано емисионо светло, које се појачава током стимулисане емисије. Овај процес се непрекидно понавља и под довољним условима пумпања може чак постићи и знатно високу излазну снагу.

(АСЕ = појачана спонтана емисија)

АСЕ зрачење је распрострањено као шумна светлост у оптичким ласерима и фибер појачивачима. АСЕ светлост се обично такмичи са ласером таласне дужине сигнала за појачање, узрокујући смањење ефективне снаге ласера, смањење односа ласерског сигнала и шума и смањење поларизације. Због тога је пожељно минимизирати појаву АСЕ светлости у фибер ласерима и фибер појачивачима. Приликом пројектовања оптичких ласера ​​и појачавача, пропорција снаге АСЕ светлости се смањује што је више могуће оптимизацијом структуре оптичке путање. Међутим, АСЕ светлост као извор светлости такође поседује одређене карактеристике, као што су широк спектар, раван спектар, ниска кохерентност и ниска поларизација, које се не налазе у ласерским изворима светлости. Штавише, оптички АСЕ извори светлости, генерисани унутар једномодног ербијумског влакна, могу се спојити са обичним сингле-модним влакном без скоро без губитка. Стога, овај тип широкопојасног АСЕ извора светлости има важну примену у одређеним ситуацијама, као што су оптички жироскопи, оптичко сенсинг, ОЦТ сликање и компензација снаге у оптичким комуникационим каналима.

У практичним АСЕ производима широкопојасног извора светлости са влакнима Ц+Л, силицијумско влакно допирано ербијумом се обично користи као активни медијум, а полупроводнички ласер од 980 нм се користи као побудна пумпа за генерисање спонтане емисије у Ц опсегу, која се затим појачава стимулисаном емисијом. Пошто влакно допирано ербијумом има одређену дужину, зрачење Ц-опсега апсорбују други јони ербијума и поново се зраче, узрокујући да се таласна дужина зрачења помера у дужи опсег. Ово зрачење се затим поново појачава кроз стимулисану емисију, што на крају резултира широкопојасним АСЕ спектром који покрива Ц или Л опсеге. Различите структуре оптичких путања могу бити дизајниране за добијање производа АСЕ извора светлости са различитим опсезима таласних дужина, као што су Ц, Л и Ц+Л.

Горе је приказан оптички пут за тестирање спектра АСЕ зрачења влакана допираног Ер. Изолатор је оптички изолатор, а ВДМ је 980/1550нм влакна са поделом таласне дужине мултиплексирања (ВДМ). 974нм ЛД са једним модом пумпе обезбеђује ласер пумпе, који је повезан да побуђује део мономодног Ер-допираног влакна преко ВДМ. Емитована АСЕ светлост уназад и унапред се емитује кроз два одвојена изолатора. Под истом снагом пумпе, измерени АСЕ спектар уназад (зелена линија) и напредни АСЕ спектар (плава линија) су приказани на слици. Може се видети да спектар зрачења АСЕ који директно емитује влакно допирано ербијем није раван; разлика у густини снаге између различитих таласних дужина може достићи више од 10дБ, а АСЕ спектри у два смера нису потпуно идентични. Стога, у оптичким АСЕ производима широкопојасног извора светлости, потребна је технологија спектралног изравнавања (филтри) да би се постигао раван излазни спектар.