Arbeitsprinzip der ASE -Breitbandlichtquelle

ASE-Breitbandlicht, das durch ERBIUM-dotierte Faser erzeugt wird, wird amplifiziertes spontanes Emissionslicht amplifiziert, das durch Kurzwellenlänge-Laserpumpen-Erbium-dotiertes Faser erzeugt wird. Wie im folgenden Diagramm gezeigt, wechseln die gepumpten Seltenerdionen zwischen den oberen und unteren Energieniveaus, um spontanes Emissionslicht zu erzeugen, das im stimulierten Emissionsprozess verstärkt wird. Dieser Vorgang wird kontinuierlich wiederholt, und selbst eine ziemlich hohe Ausgangsleistung kann unter ausreichenden Pumpbedingungen erreicht werden. (ASE = amplifizierte spontane Emission, amplifiziertes spontanes Emissionslicht)

ASE -Strahlung ist üblicherweise als Rauschlicht in Faserlasern und Faserverstärkern vorhanden. Das ASE-Licht konkurriert normalerweise mit dem Verstärkungslaser mit dem Signalwellenlängenlaser, wodurch die effektive Leistung der Laserwellenlänge abnimmt, das Verhältnis von Lasersignal-Rausch-Verhältnissen und der Abnutzungsgrad der Polarisation abnehmen. Daher ist zu hoffen, dass ASE -Licht in Faserlasern und Faserverstärkern minimiert wird. Bei der Gestaltung von Glasfaserlasern und Verstärkern wird der Stromanteil des ASE -Lichts durch Optimierung der optischen Pfadstruktur so weit wie möglich reduziert. ASE -Licht als Lichtquelle selbst weist jedoch auch einige Eigenschaften auf, wie z. B. breitem Spektralbereich, spektrale Flachheit, geringe Kohärenz, geringer Polarisationsgrad usw., die von Laserlichtquellen nicht besessen sind. Da die Faser-ASE-Lichtquelle in einer einzelnen Mode-Erbiumfaser erzeugt wird, kann sie fast Verlustlos mit einer gewöhnlichen Single-Mode-Faser gekoppelt werden. Daher hat diese ASE -Breitbandlichtquelle in einigen Gelegenheiten auch wichtige Anwendungen wie Fasergyroskope, Fasererfassung, OCTIC -Bildgebung und Stromkompensation des optischen Kommunikationskanals. In der tatsächlichen C+L-Bandfaser-Breitband-Lichtquellenprodukte wird normalerweise als Arbeitsmaterial von Erbium-dotiertem Quarzfaser verwendet, und ein 980-nm-Band-Halbleiterlaser wird als Anregungspumpe verwendet, um eine spontane Strahlung im C-Band zu erzeugen, die durch den stimulierten Strahlungsprozess verstärkt wird. Da die von Erbium dotierte Faser eine bestimmte Länge aufweist, wird das C-Band-Strahlungslicht von anderen Erbiumionen absorbiert und während der Übertragung neu abgehalten, so dass die Strahlungswellenlänge in ein längeres Band verschoben wird. Diese Strahlungen werden durch stimulierte Emission erneut verstärkt, und schließlich wird das ASE-Breitbandspektrum, das das C-Band oder das L-Band bedeckt, erhalten. Durch verschiedene optische Pfadstrukturkonstruktionen können ASE -Lichtquellenprodukte mit unterschiedlichen Bandspektren wie C, L, C+L erhalten werden.

Das obige ist der optische Pfad zum Testen des ASE-Strahlungsspektrums von ER-dotierten Fasern. Isolator ist ein Faserisolator und WDM ist ein 980/1550 -nm -Faserwellenlängenunterteil. Die 974nm-Single-Mode-Pumpe LD liefert Pumpenlaser, der einen Abschnitt mit einer einmodischen ER-dotierten Faser durch WDM-Kopplung erregt. Das emittierte ASE -Licht nach hinten und vorwärts wird durch zwei Isolatoren ausgegeben. Unter der gleichen Pumpenleistung sind das gemessene ASE -Spektrum (grüne Linie) und das Vorwärts -ASE -Spektrum (blaue Linie) in der Abbildung dargestellt. Es ist ersichtlich, dass das ASE-Strahlungsspektrum, das direkt von der Erbium-dotierten Faser emittiert wird, nicht flach ist und der Differenzdifferenzdicht zwischen verschiedenen Wellenlängen mehr als 10 dB erreichen kann. Die ASE -Spektren in den beiden Richtungen sind nicht genau gleich. Daher ist im Faser -ASE -Breitband -Lichtquellenprodukt die Spektrumabflachungstechnologie (Filter) erforderlich, um ein flaches Ausgangsspektrum zu erreichen.