Arbejdsprincip for ASE -bredbåndslyskilde

ASE-bredbåndslys genereret af Erbium-dopet fiber amplificeres spontan emissionslys genereret af kortbølgelængde laserpumpe erbium-dopet fiber. Som vist i det følgende diagram overgår de pumpede sjældne jordioner mellem øvre og nedre energiniveauer for at generere spontan emissionslys, som amplificeres i den stimulerede emissionsproces. Denne proces gentages kontinuerligt, og endda en ret høj udgangseffekt kan opnås under tilstrækkelige pumpeforhold. (ASE = amplificeret spontan emission, amplificeret spontan emission lys)

ASE -stråling er ofte til stede som støjlys i fiberlasere og fiberforstærkere. ASE-lys konkurrerer normalt med signalbølgelængde-laseren om forstærkning, hvilket får den effektive effekt af laserbølgelængden til at falde, lasersignal-til-støj-forholdet til at falde og graden af ​​polarisering til at falde. Derfor er det håbet, at ASE -lys vil blive minimeret i fiberlasere og fiberforstærkere. Når man designer fiberlasere og forstærkere, reduceres effektandelen for ASE -lys så meget som muligt ved at optimere den optiske sti -struktur. Imidlertid har ASE -lys som en lyskilde i sig selv også nogle egenskaber, såsom bredt spektralt interval, spektral fladhed, lav sammenhæng, lav grad af polarisering osv., Som ikke er besat af laserlyskilder. Da fiber ASE-lyskilden genereres i en enkelt-mode Erbium-fiber, kan det desuden sammenkobles med en almindelig enkelt-mode fiber næsten tabsfri. Derfor har denne ASE -bredbåndslyskilde også vigtige anvendelser i nogle tilfælde, såsom fibergyroskoper, fiberfølelse, OLT -billeddannelse og optisk kommunikationskanalens strømkompensation. I faktisk C+L-båndfiber ASE-bredbåndslyskildeprodukter bruges erbium-dopet kvartsfiber normalt som arbejdsmateriale, og et 980NM-bånds halvlederlaser bruges som en excitationspumpe til at generere spontan stråling i C-båndet, der forstærkes af den stimulerede strålingsproces. Da den erbium-dopede fiber har en bestemt længde, absorberes C-båndstrålingslyset af andre erbiumioner og re-stråles under transmission, så strålingsbølgelængden forskydes til et længere bånd. Disse strålinger amplificeres ved stimuleret emission igen, og til sidst opnås ASE-bredbåndsspektret, der dækker C-båndet eller L-båndet. Gennem forskellige optiske sti -strukturdesign kan ASE -lyskildeprodukter med forskellige båndspektre såsom C, L, C+L opnås.

Ovenstående er den optiske sti til test af ASE-strålingsspektret af ER-dopet fiber. Isolator er en fiberisolator, og WDM er en 980/1550nm fiberbølgelængde divider. Den 974Nm enkelt-mode pumpe LD leverer pumpe laser, der begejstrer et afsnit af en-mode ER-dopet fiber gennem WDM-kobling. Den udsendte bagud ASE -lys og fremad ASE -lys udsendes gennem henholdsvis to isolatorer. Under den samme pumpekraft vises det målte bagud ASE -spektrum (grøn linje) og fremad ASE -spektrum (blå linje) i figuren. Det kan ses, at ASE-strålingsspektret, der direkte udsendes af den erbium-dopede fiber, ikke er flad, og effekttæthedsforskellen mellem forskellige bølgelængder kan nå mere end 10 dB. ASE -spektre i de to retninger er ikke nøjagtigt de samme. Derfor kræves spektrumfladeteknologi (filter) i fiber ASE -bredbåndslyskildeproduktet for at opnå et fladt udgangsspektrum.