Αρχή λειτουργίας της πηγής φωτός ευρυζωνικής σύνδεσης ASE

Το ευρυζωνικό φως ASE που παράγεται από ίνες με προστασία από erbium ενισχύεται αυθόρμητο φως εκπομπών που παράγεται από ίνες με λέιζερ μικρού μήκους κύματος Erbium. Όπως φαίνεται στο ακόλουθο διάγραμμα, η αντλημένη μετάβαση ιόντων σπάνιων γαιών μεταξύ των ανώτερων και κατώτερων επιπέδων ενέργειας για να παράγει αυθόρμητο φως εκπομπών, το οποίο ενισχύεται στη διεγερμένη διαδικασία εκπομπής. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται συνεχώς, και ακόμη και μια αρκετά υψηλή ισχύς εξόδου μπορεί να επιτευχθεί υπό επαρκείς συνθήκες άντλησης. (ASE = ενισχυμένη αυθόρμητη εκπομπή, ενισχυμένο αυθόρμητο φως εκπομπών)

Η ακτινοβολία ASE είναι συνήθως παρούσα ως φως θορύβου σε λέιζερ ινών και ενισχυτές ινών. Το φως ASE συνήθως ανταγωνίζεται με το λέιζερ μήκους κύματος σήματος για κέρδος, προκαλώντας μείωση της αποτελεσματικής ισχύος του μήκους κύματος λέιζερ, της αναλογίας σήματος προς θόρυβο με μείωση του λέιζερ προς θόρυβο και του βαθμού πόλωσης. Ως εκ τούτου, ελπίζουμε ότι το φως ASE θα ελαχιστοποιηθεί σε λέιζερ ινών και ενισχυτές ινών. Κατά το σχεδιασμό των λέιζερ και των ενισχυτών ινών και των ενισχυτών, το μερίδιο ισχύος του φωτός ASE θα μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο με τη βελτιστοποίηση της δομής της οπτικής διαδρομής. Ωστόσο, το φως ASE ως η ίδια η πηγή φωτός έχει επίσης ορισμένα χαρακτηριστικά, όπως ευρεία φασματική περιοχή, φασματική επίπεδη επίπεδη, χαμηλή συνοχή, χαμηλό βαθμό πόλωσης κ.λπ., που δεν κατέχονται από πηγές φωτός λέιζερ. Επιπλέον, δεδομένου ότι η πηγή φωτός ASE Fiber δημιουργείται σε ίνες Erbium με μία λειτουργία, μπορεί να συνδυαστεί με μια συνηθισμένη ίνα μεμονωμένων με απώλεια σχεδόν χωρίς απώλειες. Επομένως, αυτή η πηγή ευρυζωνικού φωτός ASE έχει επίσης σημαντικές εφαρμογές σε ορισμένες περιπτώσεις, όπως γυροσκόπια ινών, ανίχνευση ινών, απεικόνιση OCT και αντιστάθμιση ισχύος οπτικής επικοινωνίας. Στην πραγματική ίνα C+L ζώνης ASE ευρυζωνικών πηγών φωτός πηγής, η ίνα quartz που χρησιμοποιείται συνήθως χρησιμοποιείται ως υλικό εργασίας και ένα λέιζερ ημιαγωγού 980nm χρησιμοποιείται ως αντλία διέγερσης για τη δημιουργία αυθόρμητης ακτινοβολίας στη ζώνη C, η οποία ενισχύεται με τη διεγερμένη διαδικασία ακτινοβολίας. Δεδομένου ότι η ίνα που έχει προσβληθεί από το erbium έχει ένα ορισμένο μήκος, το φως ακτινοβολίας της ζώνης C απορροφάται από άλλα ιόντα Erbium και επανασυνδέεται κατά τη διάρκεια της μετάδοσης, έτσι ώστε το μήκος κύματος ακτινοβολίας να μετατοπίζεται σε μεγαλύτερη ζώνη. Αυτές οι ακτινοβολίες θα ενισχυθούν και πάλι με διεγερμένη εκπομπή και τελικά λαμβάνεται το φάσμα ASE Broadband που καλύπτει τη ζώνη C ή L-ζώνη. Μέσα από διαφορετικά σχέδια δομής οπτικής διαδρομής, μπορούν να ληφθούν προϊόντα πηγής φωτός ASE με διαφορετικά φάσματα ζώνης όπως C, L, C+L.

Τα παραπάνω είναι η οπτική διαδρομή για τη δοκιμή του φάσματος ακτινοβολίας ASE των ινών με προσδιορισμό ER. Ο απομονωτής είναι απομονωτής ινών και το WDM είναι διαιρέτη μήκους κύματος 980/1550NM. Το 974NM αντλίας μονής λειτουργίας LD παρέχει λέιζερ αντλίας, το οποίο διεγείρει ένα τμήμα μονής λειτουργίας ουσιών με ER-doped μέσω σύζευξης WDM. Το εκπεμπόμενο πίσω φως ASE και το φως του ASE εξάγονται μέσω δύο απομονωτών αντίστοιχα. Κάτω από την ίδια ισχύ της αντλίας, το φάσμα ASE που μετρήθηκε προς τα πίσω (πράσινη γραμμή) και προς τα εμπρός φάσμα ASE (μπλε γραμμή) παρουσιάζονται στο σχήμα. Μπορεί να φανεί ότι το φάσμα ακτινοβολίας ASE που εκπέμπεται άμεσα από την ίνα που έχει διογκωθεί με erbium δεν είναι επίπεδη και η διαφορά πυκνότητας ισχύος μεταξύ διαφορετικών μηκών κύματος μπορεί να φτάσει πάνω από 10dB. Τα φάσματα ASE στις δύο κατευθύνσεις δεν είναι ακριβώς τα ίδια. Ως εκ τούτου, στο προϊόν πηγής φωτός ευρυζωνικού φωτός ASE, απαιτείται τεχνολογία ισοπέδωσης φάσματος (φίλτρο) για την επίτευξη ενός επιπέδου φάσματος εξόδου.