Princípio de trabalho da fonte de luz de banda larga ASE

A luz de banda larga ASE gerada pela fibra dopada com erbio é a luz de emissão espontânea amplificada gerada por fibra de bombeamento de laser de onda de onda curta. Como mostrado no diagrama a seguir, os íons de terras raras bombeadas transitam entre os níveis de energia superior e inferior para gerar luz de emissão espontânea, que é amplificada no processo de emissão estimulada. Esse processo é repetido continuamente, e mesmo uma potência de saída bastante alta pode ser alcançada sob condições de bombeamento suficientes. (ASE = emissão espontânea amplificada, luz de emissão espontânea amplificada)

A radiação ASE é comumente presente como luz de ruído em lasers de fibra e amplificadores de fibra. A luz ASE geralmente compete com o laser de comprimento de onda do sinal para ganho, fazendo com que a potência efetiva do comprimento de onda do laser diminua, a relação sinal-ruído a laser diminui e o grau de polarização para diminuir. Portanto, espera -se que a luz ASE seja minimizada em lasers de fibra e amplificadores de fibra. Ao projetar lasers e amplificadores de fibra, a participação de energia da ASE Light será reduzida o máximo possível, otimizando a estrutura do caminho óptico. No entanto, a luz ASE como fonte de luz em si também possui algumas características, como ampla faixa espectral, nivelamento espectral, baixa coerência, baixo grau de polarização etc., que não são possuídos por fontes de luz a laser. Além disso, como a fonte de luz de fibra ASE é gerada em uma fibra de erbio de modo único, ela pode ser acoplada a uma fibra de modo único comum quase sem perdas. Portanto, essa fonte de luz de banda larga ASE também possui aplicações importantes em algumas ocasiões, como giroscópios de fibra, detecção de fibras, imagem OCT e compensação de potência do canal de comunicação óptica. Na fibra de banda C+L real, os produtos de fonte de luz de banda larga, a fibra de quartzo dopada com erbio é geralmente usada como material de trabalho, e um laser semicondutor de banda de 980nm é usado como uma bomba de excitação para gerar radiação espontânea na banda C, que é amplificada pelo processo de radiação estimulado. Como a fibra dopada com erbio tem um certo comprimento, a luz de radiação da banda C é absorvida por outros íons erbium e re-radiada durante a transmissão, para que o comprimento de onda da radiação seja deslocado para uma banda mais longa. Essas radiações serão amplificadas novamente por emissão estimulada e, finalmente, o espectro de banda larga do ASE que cobre a banda C ou a banda L é obtida. Através de diferentes projetos de estrutura de caminhos ópticos, os produtos de fonte de luz ASE com diferentes espectros de banda, como C, L, C+L, podem ser obtidos.

O acima é o caminho óptico para testar o espectro de radiação ASE da fibra dopada com ER. O isolador é um isolador de fibra e o WDM é um divisor de comprimento de onda de fibra de 980/1550nm. A bomba de modo único de 974nm LD fornece laser de bomba, que excita uma seção de fibra dopada de ER de modo único através do acoplamento WDM. A luz ASE emitida para trás e a luz para frente é emitida através de dois isoladores, respectivamente. Sob a mesma potência da bomba, o espectro ASE medido para trás (linha verde) e o espectro ASE para frente (linha azul) são mostrados na figura. Pode-se observar que o espectro de radiação ASE emitido diretamente pela fibra dopada com erbio não é plana, e a diferença de densidade de potência entre diferentes comprimentos de onda pode atingir mais de 10dB. Os espectros ASE nas duas direções não são exatamente iguais. Portanto, no produto da fonte de luz de banda larga de fibra ASE, é necessária a tecnologia de achatamento de espectro (filtro) para obter um espectro de saída plana.