Principio de trabajo de la fuente de luz de banda ancha ASE

La luz de banda ancha de ASE generada por la fibra dopada con erbio se amplifica la luz de emisión espontánea generada por la fibra de bombeo láser de láser corta. Como se muestra en el siguiente diagrama, los iones de tierras raras bombeados transiciones entre los niveles de energía superior e inferior para generar luz de emisión espontánea, que se amplifica en el proceso de emisión estimulado. Este proceso se repite continuamente, e incluso se puede lograr una potencia de salida bastante alta en condiciones de bombeo suficientes. (ASE = emisión espontánea amplificada, luz de emisión espontánea amplificada)

La radiación ASE está comúnmente presente como luz de ruido en láseres de fibra y amplificadores de fibra. La luz ASE generalmente compite con el láser de longitud de onda de señal para obtener ganancias, lo que hace que disminuya la potencia efectiva de la longitud de onda del láser, la relación señal / ruido de láser disminuya y disminuya el grado de polarización. Por lo tanto, se espera que la luz ASE se minimice en láseres de fibra y amplificadores de fibra. Al diseñar láseres y amplificadores de fibra, la participación de energía de la luz ASE se reducirá lo más posible optimizando la estructura de la ruta óptica. Sin embargo, la luz ASE como fuente de luz en sí también tiene algunas características, como el rango espectral amplio, la planitud espectral, la baja coherencia, el bajo grado de polarización, etc., que no son poseídos por fuentes de luz láser. Además, dado que la fuente de luz ASE de fibra se genera en una fibra Erbium de modo único, se puede acoplar con una fibra de modo único ordinario casi sin pérdidas. Por lo tanto, esta fuente de luz de banda ancha ASE también tiene aplicaciones importantes en algunas ocasiones, como giroscopios de fibra, detección de fibra, imágenes OCT y compensación de potencia del canal de comunicación óptica. En los productos reales de la fuente de luz de banda ancha ASE de banda C+L, la fibra de cuarzo dopada con erbio generalmente se usa como material de trabajo, y un láser semiconductor de banda de 980 nm se usa como una bomba de excitación para generar radiación espontánea en la banda C, que se amplifica por el proceso de radiación estimulado. Dado que la fibra dopada con Erbium tiene una cierta longitud, la luz de radiación de la banda C es absorbida por otros iones erbium y se vuelve a radiar durante la transmisión, de modo que la longitud de onda de radiación se desplaza a una banda más larga. Estas radiaciones se amplificarán nuevamente por emisión estimulada, y finalmente se obtiene el espectro de banda ancha ASE que cubre la banda C o la banda L. A través de diferentes diseños de estructura de ruta óptica, se pueden obtener productos de fuente de luz ASE con diferentes espectros de banda como C, L, C+L.

Lo anterior es la ruta óptica para probar el espectro de radiación ASE de la fibra dopada con ER. El aislador es un aislador de fibra, y WDM es un divisor de longitud de onda de fibra de 980/1550 nm. La LD de bomba de modo único de 974 nm proporciona láser de bomba, que excita una sección de fibra dopada con ER de modo único a través del acoplamiento WDM. La luz ASE ASE emitida hacia atrás y la luz ASE hacia adelante se emiten a través de dos aisladores respectivamente. Bajo la misma potencia de la bomba, el espectro ASE hacia atrás medido (línea verde) y el espectro ASE hacia adelante (línea azul) se muestran en la figura. Se puede ver que el espectro de radiación ASE emitido directamente por la fibra dopada con erbio no es plana, y la diferencia de densidad de potencia entre las diferentes longitudes de onda puede alcanzar más de 10dB. Los espectros ASE en las dos direcciones no son exactamente los mismos. Por lo tanto, en el producto de fuente de luz de banda ancha de fibra ASE, se requiere tecnología de aplanamiento de espectro (filtro) para lograr un espectro de salida plana.