C+L band erbium-doped fiber ASE broadband light source

Ang ASE broadband light sources ay malawakang ginagamit sa produksyon na pagsubok at siyentipikong pananaliksik na mga eksperimento. Sinusubukan ng artikulong ito na ipaliwanag nang maikli ang mga pangunahing parameter at mga paraan ng pagsubok ng C+L band erbium-doped fiber ASE broadband light sources.

Prinsipyo ng Paggawa Ang ASE broadband light na nabuo ng erbium-doped fiber ay pinalakas ng kusang paglabas ng liwanag na nabuo ng short-wavelength na laser pumping ng erbium-doped fiber. Tulad ng ipinapakita sa schematic diagram sa ibaba, ang mga pumped rare-earth ions ay lumilipat sa pagitan ng upper at lower energy level, na bumubuo ng spontaneous emission light, na pinalalakas sa panahon ng stimulated emission. Ang prosesong ito ay paulit-ulit, at sa ilalim ng sapat na mga kondisyon ng pumping, maaari pa itong makamit ang isang napakataas na lakas ng output.

(ASE = Amplified Spontaneous Emission)

Ang ASE radiation ay laganap bilang noise light sa fiber lasers at fiber amplifier. Ang ASE light ay kadalasang nakikipagkumpitensya sa signal wavelength laser para makakuha, na nagiging sanhi ng pagbaba sa epektibong laser power, isang pagbawas sa laser signal-to-noise ratio, at pagbaba sa polarization. Samakatuwid, ito ay kanais-nais na i-minimize ang paglitaw ng ASE light sa fiber lasers at fiber amplifier. Kapag nagdidisenyo ng mga fiber laser at amplifier, ang power proportion ng ASE light ay nababawasan hangga't maaari sa pamamagitan ng pag-optimize ng optical path structure. Gayunpaman, ang ASE light bilang isang light source ay nagtataglay din ng ilang partikular na katangian, tulad ng malawak na spectral range, flat spectrum, low coherence, at low polarization, na hindi makikita sa laser light sources. Higit pa rito, ang fiber optic na ASE light sources, na nabuo sa loob ng single-mode na erbium fiber, ay maaaring ipares sa ordinaryong single-mode fiber na halos walang pagkawala. Samakatuwid, ang ganitong uri ng broadband ASE light source ay may mahahalagang aplikasyon sa ilang partikular na sitwasyon, tulad ng fiber optic gyroscope, fiber optic sensing, OCT imaging, at power compensation sa mga optical na channel ng komunikasyon.

Sa praktikal na mga produkto ng C+L band fiber ASE broadband light source, ang erbium-doped silica fiber ay karaniwang ginagamit bilang aktibong medium, at isang 980nm semiconductor laser ang ginagamit bilang excitation pump upang makabuo ng spontaneous emission sa C band, na pagkatapos ay pinalakas sa pamamagitan ng stimulated emission. Dahil ang erbium-doped fiber ay may isang tiyak na haba, ang C-band radiation ay sinisipsip ng iba pang mga erbium ions at muling na-radiated, na nagiging sanhi ng radiation wavelength na lumipat sa isang mas mahabang banda. Ang radiation na ito ay muling pinalakas sa pamamagitan ng stimulated emission, na sa huli ay nagreresulta sa isang broadband ASE spectrum na sumasaklaw sa mga C o L na banda. Maaaring idisenyo ang iba't ibang istruktura ng optical path para makakuha ng mga produkto ng ASE light source na may iba't ibang wavelength band, gaya ng C, L, at C+L.

Ipinapakita sa itaas ang optical path para sa pagsubok sa ASE radiation spectrum ng Er-doped fiber. Ang isolator ay isang fiber optic isolator, at ang WDM ay isang 980/1550nm fiber wavelength division multiplexing (WDM). Ang isang 974nm single-mode pumped LD ay nagbibigay ng pump laser, na pinagsama upang pukawin ang isang seksyon ng single-mode Er-doped fiber sa pamamagitan ng WDM. Ang pinapalabas na paatras at pasulong na ASE na ilaw ay output sa pamamagitan ng dalawang magkahiwalay na isolator. Sa ilalim ng parehong pump power, ang sinusukat na backward ASE spectrum (berdeng linya) at forward ASE spectrum (asul na linya) ay ipinapakita sa figure. Makikita na ang ASE radiation spectrum na direktang ibinubuga ng Erbium-doped fiber ay hindi flat; ang power density difference sa pagitan ng iba't ibang wavelength ay maaaring umabot ng higit sa 10dB, at ang ASE spectra sa dalawang direksyon ay hindi ganap na magkapareho. Samakatuwid, sa fiber optic ASE broadband light source na mga produkto, ang spectral flattening technology (mga filter) ay kinakailangan upang makamit ang isang flat output spectrum.