Las fuentes de luz de banda ancha ASE se utilizan ampliamente en pruebas de producción y experimentos de investigación científica. Este artículo intenta explicar brevemente los principales parámetros y métodos de prueba de las fuentes de luz de banda ancha ASE de fibra dopada con erbio C+L.
Principio de funcionamiento La luz de banda ancha ASE generada por fibra dopada con erbio es una luz de emisión espontánea amplificada generada por un láser de longitud de onda corta que bombea fibra dopada con erbio. Como se muestra en el diagrama esquemático a continuación, los iones de tierras raras bombeados cambian entre niveles de energía superior e inferior, generando luz de emisión espontánea, que se amplifica durante la emisión estimulada. Este proceso se repite continuamente y, en condiciones de bombeo suficientes, se puede alcanzar incluso una potencia de salida considerablemente alta.
(ASE = Emisión espontánea amplificada)
La radiación ASE prevalece como luz de ruido en láseres de fibra y amplificadores de fibra. La luz ASE generalmente compite con la longitud de onda de la señal láser por la ganancia, lo que provoca una disminución en la potencia efectiva del láser, una reducción en la relación señal-ruido del láser y una disminución en la polarización. Por lo tanto, es deseable minimizar la aparición de luz ASE en láseres de fibra y amplificadores de fibra. Al diseñar amplificadores y láseres de fibra, la proporción de potencia de la luz ASE se reduce tanto como sea posible optimizando la estructura del camino óptico. Sin embargo, la luz ASE como fuente de luz también posee ciertas características, como un amplio rango espectral, espectro plano, baja coherencia y baja polarización, que no se encuentran en las fuentes de luz láser. Además, las fuentes de luz ASE de fibra óptica, generadas dentro de fibra de erbio monomodo, pueden acoplarse con fibra monomodo ordinaria casi sin pérdidas. Por lo tanto, este tipo de fuente de luz ASE de banda ancha tiene aplicaciones importantes en determinadas situaciones, como giroscopios de fibra óptica, detección de fibra óptica, imágenes OCT y compensación de potencia en canales de comunicación óptica.
En los productos prácticos de fuente de luz de banda ancha ASE de fibra de banda C+L, normalmente se utiliza fibra de sílice dopada con erbio como medio activo y un láser semiconductor de 980 nm como bomba de excitación para generar una emisión espontánea en la banda C, que luego se amplifica mediante emisión estimulada. Debido a que la fibra dopada con erbio tiene una cierta longitud, la radiación de la banda C es absorbida por otros iones de erbio y reirradiada, lo que hace que la longitud de onda de la radiación se desplace a una banda más larga. Luego, esta radiación se amplifica nuevamente mediante emisión estimulada, lo que finalmente da como resultado un espectro ASE de banda ancha que cubre las bandas C o L. Se pueden diseñar diferentes estructuras de trayectoria óptica para obtener productos de fuente de luz ASE con diferentes bandas de longitud de onda, como C, L y C+L.
Lo anterior muestra la ruta óptica para probar el espectro de radiación ASE de fibra dopada con Er. El aislador es un aislador de fibra óptica y el WDM es un multiplexor por división de longitud de onda (WDM) de fibra de 980/1550 nm. Un LD bombeado monomodo de 974 nm proporciona el láser de bombeo, que se acopla para excitar una sección de fibra dopada con Er monomodo a través del WDM. La luz ASE emitida hacia atrás y hacia adelante sale a través de dos aisladores separados. Con la misma potencia de bomba, el espectro ASE inverso (línea verde) y el espectro ASE directo (línea azul) medidos se muestran en la figura. Se puede observar que el espectro de radiación ASE emitido directamente por la fibra dopada con erbio no es plano; la diferencia de densidad de potencia entre diferentes longitudes de onda puede alcanzar más de 10 dB y los espectros ASE en las dos direcciones no son completamente idénticos. Por lo tanto, en los productos de fuente de luz de banda ancha ASE de fibra óptica, se requiere tecnología de aplanamiento espectral (filtros) para lograr un espectro de salida plano.
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