ASE geniş bant ışık kaynağının çalışma prensibi

Erbium katkılı fiber tarafından üretilen ASE geniş bant ışığı, kısa dalga boyu lazer pompalanan erbium katkılı fiber tarafından üretilen spontan emisyon ışığı amplifiye edilmiştir. Aşağıdaki diyagramda gösterildiği gibi, pompalanan nadir toprak iyonları, uyarılmış emisyon işleminde amplifiye edilen spontan emisyon ışığı üretmek için üst ve alt enerji seviyeleri arasında geçiş. Bu işlem sürekli olarak tekrarlanır ve yeterli pompalama koşulları altında oldukça yüksek bir çıkış gücü bile elde edilebilir. (ASE = Amplifiye Spontan Emisyon, Amplifiye Spontan Emisyon Işığı)

ASE radyasyonu genellikle fiber lazerlerde ve fiber amplifikatörlerde gürültü ışığı olarak bulunur. ASE ışığı genellikle kazanç için sinyal dalga boyu lazeri ile rekabet eder, lazer dalga boyunun etkili gücünün azalmasına, lazer sinyal-gürültü oranının azalma ve polarizasyon derecesinin azalmasına neden olur. Bu nedenle, fiber lazerlerde ve fiber amplifikatörlerde ASE ışığının en aza indirilmesi umulmaktadır. Fiber lazerler ve amplifikatörler tasarlarken, ASE ışığının güç payı, optik yol yapısını optimize ederek mümkün olduğunca azaltılacaktır. Bununla birlikte, bir ışık kaynağı olarak ASE ışığı, lazer ışık kaynaklarına sahip olmayan geniş spektral aralık, spektral düzlük, düşük tutarlılık, düşük polarizasyon vb. Gibi bazı özelliklere sahiptir. Ayrıca, fiber ASE ışık kaynağı tek modlu bir erbium lifinde üretildiğinden, neredeyse kayıpsız bir şekilde sıradan bir tek modlu fiber ile birleştirilebilir. Bu nedenle, bu ASE geniş bant ışık kaynağının fiber jiroskoplar, fiber algılama, OCT görüntüleme ve optik iletişim kanalı güç telafisi gibi bazı durumlarda önemli uygulamalara da sahiptir. Gerçek C+L bant fiber ASE geniş bant ışık kaynağı ürünlerinde, erbium katkılı kuvars fiber genellikle çalışma malzemesi olarak kullanılır ve 980nm bant yarı iletken lazer, uyarılmış radyasyon işlemi ile amplifiye edilen C bandında spontan radyasyon oluşturmak için bir uyarma pompası olarak kullanılır. Erbium katkılı fiber belirli bir uzunluğa sahip olduğundan, C-bandı radyasyon ışığı diğer erbium iyonları tarafından emilir ve iletim sırasında yeniden radiklenir, böylece radyasyon dalga boyu daha uzun bir banta kaydırılır. Bu radyasyonlar tekrar uyarılmış emisyon ile güçlendirilecek ve son olarak C-bandı veya L-bandını kapsayan ASE geniş bant spektrumu elde edilir. Farklı optik yol yapısı tasarımları sayesinde, C, L, C+L gibi farklı bant spektrumlarına sahip ASE ışık kaynağı ürünleri elde edilebilir.

Yukarıdakiler, ER katkılı fiberin ASE radyasyon spektrumunu test etmek için optik yoldur. İzolatör bir fiber izolatördür ve WDM 980/1550nm fiber dalga boyu bölücüdür. 974nm tek modlu Pompa LD, WDM kuplajı yoluyla tek modlu ER katkılı fiberin bir bölümünü heyecanlandıran pompa lazeri sağlar. Yayılan geriye doğru ASE ışığı ve ileri ase ışığı sırasıyla iki izolatör aracılığıyla çıktı. Aynı pompa gücü altında, ölçülen geriye doğru ASE spektrumu (yeşil çizgi) ve ileri ASE spektrumu (mavi çizgi) şekilde gösterilmiştir. Erbium katkılı fiber tarafından doğrudan yayılan ASE radyasyon spektrumunun düz olmadığı ve farklı dalga boyları arasındaki güç yoğunluğu farkının 10dB'den fazla ulaşabileceği görülebilir. İki yöndeki ASE spektrumları tam olarak aynı değildir. Bu nedenle, fiber ASE geniş bant ışık kaynağı ürününde, düz bir çıkış spektrumu elde etmek için spektrum düzleştirme teknolojisi (filtre) gereklidir.