C+L bant erbiyum katkılı fiber ASE geniş bant ışık kaynağı

ASE geniş bant ışık kaynakları, üretim testlerinde ve bilimsel araştırma deneylerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu makale, C+L bantlı erbiyum katkılı fiber ASE geniş bant ışık kaynaklarının ana parametrelerini ve test yöntemlerini kısaca açıklamaya çalışmaktadır.

Çalışma Prensibi Erbiyum katkılı fiber tarafından üretilen ASE geniş bant ışığı, erbiyum katkılı fiberi pompalayan kısa dalga boylu lazer tarafından üretilen güçlendirilmiş spontan emisyon ışığıdır. Aşağıdaki şematik diyagramda gösterildiği gibi, pompalanan nadir toprak iyonları üst ve alt enerji seviyeleri arasında geçiş yaparak kendiliğinden emisyon ışığı üretir ve bu, uyarılmış emisyon sırasında güçlendirilir. Bu işlem sürekli olarak tekrarlanır ve yeterli pompalama koşulları altında oldukça yüksek bir çıkış gücüne bile ulaşabilir.

(ASE = Güçlendirilmiş Kendiliğinden Emisyon)

ASE radyasyonu, fiber lazerlerde ve fiber amplifikatörlerde gürültü ışığı olarak yaygındır. ASE ışığı genellikle kazanç için sinyal dalga boyu lazeriyle rekabet eder ve etkili lazer gücünde bir azalmaya, lazer sinyal-gürültü oranında bir azalmaya ve polarizasyonda bir azalmaya neden olur. Bu nedenle fiber lazerlerde ve fiber amplifikatörlerde ASE ışığının oluşumunun en aza indirilmesi arzu edilir. Fiber lazerler ve amplifikatörler tasarlanırken optik yol yapısı optimize edilerek ASE ışığının güç oranı mümkün olduğunca azaltılır. Ancak bir ışık kaynağı olarak ASE ışığı aynı zamanda geniş spektral aralık, düz spektrum, düşük tutarlılık ve düşük polarizasyon gibi lazer ışık kaynaklarında bulunmayan belirli özelliklere de sahiptir. Ayrıca, tek modlu erbiyum fiber içinde üretilen fiber optik ASE ışık kaynakları, sıradan tek modlu fiberle neredeyse hiç kayıp olmadan birleşebilir. Bu nedenle, bu tür geniş bant ASE ışık kaynağının fiber optik jiroskoplar, fiber optik algılama, OCT görüntüleme ve optik iletişim kanallarında güç dengeleme gibi belirli durumlarda önemli uygulamaları vardır.

Pratik C+L bant fiber ASE geniş bant ışık kaynağı ürünlerinde, aktif ortam olarak erbiyum katkılı silika fiber kullanılır ve C bandında kendiliğinden emisyon oluşturmak için uyarma pompası olarak 980 nm yarı iletken lazer kullanılır ve bu daha sonra uyarılmış emisyon yoluyla güçlendirilir. Erbiyum katkılı fiberin belirli bir uzunluğu olduğundan, C-bant radyasyonu diğer erbiyum iyonları tarafından emilir ve yeniden yayılır, bu da radyasyon dalga boyunun daha uzun bir banda kaymasına neden olur. Bu radyasyon daha sonra uyarılmış emisyon yoluyla tekrar güçlendirilir ve sonuçta C veya L bantlarını kapsayan geniş bantlı bir ASE spektrumu elde edilir. C, L ve C+L gibi farklı dalga boyu bantlarına sahip ASE ışık kaynağı ürünleri elde etmek için farklı optik yol yapıları tasarlanabilir.

Yukarıda Er katkılı fiberin ASE radyasyon spektrumunun test edilmesine yönelik optik yol gösterilmektedir. İzolatör bir fiber optik izolatördür ve WDM, 980/1550nm fiber dalga boyu bölmeli çoğullamadır (WDM). 974nm tek modlu pompalanmış LD, WDM yoluyla tek modlu Er katkılı fiberin bir bölümünü uyarmak için bağlanan pompa lazerini sağlar. Yayılan ileri ve geri ASE ışığı, iki ayrı izolatör aracılığıyla verilir. Aynı pompa gücü altında ölçülen geriye doğru ASE spektrumu (yeşil çizgi) ve ileri ASE spektrumu (mavi çizgi) şekilde gösterilmiştir. Erbiyum katkılı fiber tarafından doğrudan yayılan ASE radyasyon spektrumunun düz olmadığı görülebilir; farklı dalga boyları arasındaki güç yoğunluğu farkı 10dB'den fazla olabilir ve iki yöndeki ASE spektrumları tamamen aynı değildir. Bu nedenle fiber optik ASE geniş bant ışık kaynağı ürünlerinde düz bir çıkış spektrumu elde etmek için spektral düzleştirme teknolojisine (filtreler) ihtiyaç duyulur.