Principio di lavoro della fonte di luce a banda larga ASE

La luce a banda larga ASE generata dalla fibra drogata con erbio viene amplificata la luce di emissione spontanea generata dalla fibra drogata con droghe di erbio a lunghezza d'onda a lunghezza d'onda corta. Come mostrato nel diagramma seguente, la transizione di ioni di terre rare pompate tra livelli di energia superiore e inferiore per generare luce di emissione spontanea, che viene amplificata nel processo di emissione stimolata. Questo processo viene ripetuto continuamente e anche una potenza di uscita abbastanza elevata può essere raggiunta in condizioni di pompaggio sufficienti. (ASE = emissione spontanea amplificata, luce di emissione spontanea amplificata)

Le radiazioni ASE sono comunemente presenti come luce del rumore nei laser in fibra e negli amplificatori in fibra. La luce ASE di solito compete con il laser a lunghezza d'onda del segnale per il guadagno, causando la diminuzione della potenza effettiva della lunghezza d'onda laser, il rapporto segnale-rumore laser per diminuire e il grado di polarizzazione alla diminuzione. Pertanto, si spera che la luce ASE sia ridotta al minimo nei laser in fibra e negli amplificatori in fibra. Quando si progetta laser e amplificatori in fibra, la quota di potenza della luce ASE verrà ridotta il più possibile ottimizzando la struttura del percorso ottico. Tuttavia, anche la luce ASE come sorgente luminosa ha alcune caratteristiche, come ampio intervallo spettrale, piattalità spettrale, bassa coerenza, basso grado di polarizzazione, ecc., Che non sono posseduti da fonti di luce laser. Inoltre, poiché la sorgente di luce ASE in fibra viene generata in una fibra di erbio a singola modalità, può essere accoppiata con una normale fibra a modalità singola quasi senza perdita. Pertanto, questa fonte di luce a banda larga ASE ha anche importanti applicazioni in alcune occasioni, come giroscopi in fibra, rilevamento delle fibre, imaging OCT e compensazione della potenza del canale di comunicazione ottica. Nell'effettivo Fibra a banda C+L Prodotti di sorgente di luce a banda larga, la fibra di quarzo drogata con erbio viene generalmente utilizzata come materiale di lavoro e un laser a semiconduttore a banda da 980 nm viene utilizzato come pompa di eccitazione per generare radiazioni spontanee nella banda C, che è amplificata dal processo di radiazione stimolata. Poiché la fibra drogata con erbio ha una certa lunghezza, la luce di radiazione della banda C viene assorbita da altri ioni erbio e ri-radiata durante la trasmissione, in modo che la lunghezza d'onda delle radiazioni sia spostata su una banda più lunga. Queste radiazioni saranno di nuovo amplificate dall'emissione stimolata e infine si ottiene lo spettro a banda larga ASE che copre la banda C o la banda L. Attraverso diversi disegni della struttura del percorso ottico, è possibile ottenere prodotti a base di luce ASE con diversi spettri di banda come C, L, C+L.

Quanto sopra è il percorso ottico per testare lo spettro di radiazione ASE della fibra drogata ER. L'isolatore è un isolatore in fibra e WDM è un divisore di lunghezza d'onda in fibra da 980/1550 Nm. La pompa a modalità singola a 974 nm LD fornisce laser a pompa, che eccita una sezione di fibra drogata in modalità ER attraverso l'accoppiamento WDM. La luce ASE elaborata all'indietro e la luce ASE in avanti viene emessa rispettivamente attraverso due isolatori. Sotto la stessa potenza della pompa, lo spettro ASE all'indietro misurato (linea verde) e lo spettro ASE in avanti (linea blu) sono mostrati nella figura. Si può vedere che lo spettro di radiazione ASE emesso direttamente dalla fibra drogata con erbio non è piatto e la differenza di densità di potenza tra le diverse lunghezze d'onda può raggiungere più di 10 dB. Gli spettri ASE nelle due direzioni non sono esattamente gli stessi. Pertanto, nel prodotto della sorgente di luce a banda larga in fibra ASE, è necessaria la tecnologia di appiattimento dello spettro (filtro) per ottenere uno spettro di uscita piatto.