ASE 광대역 광원의 작동 원리

Erbium-Doped Fiber에 의해 생성 된 ASE 광대역 조명은 짧은 파장 레이저 펌핑 Erbium Doped Fiber에 의해 생성 된 자발적 방출 광을 증폭시킨다. 다음 다이어그램에 도시 된 바와 같이, 펌핑 된 희토류 이온은 상위 및 하부 에너지 수준 사이의 전이를하여 자극 된 방출 공정에서 증폭 된 자발적 방출 광을 생성합니다. 이 프로세스는 지속적으로 반복되며 충분한 펌핑 조건에서 상당히 높은 출력 전력을 달성 할 수 있습니다. (ASE = 자발적 방출, 증폭 자발 방출 광)

ASE 방사선은 일반적으로 섬유 레이저 및 섬유 증폭기에서 노이즈 라이트로 존재합니다. ASE 조명은 일반적으로 게인을 위해 신호 파장 레이저와 경쟁하여 레이저 파장의 효과적인 전력이 감소하고, 레이저 신호 대 잡음비가 감소하고, 분극의 정도를 감소시킵니다. 따라서, 섬유 레이저 및 섬유 증폭기에서 ASE 조명이 최소화되기를 희망합니다. 광섬유 레이저 및 앰프를 설계 할 때 광학 경로 구조를 최적화하여 ASE 표시등의 전력 점유율이 가능한 한 많이 줄어 듭니다. 그러나 광원 자체로서의 ASE Light는 또한 광범위한 범위, 스펙트럼 평평성, 낮은 일관성, 낮은 편광 등과 같은 몇 가지 특성을 가지고 있으며, 이는 레이저 광원에 의해 소유되지 않습니다. 또한, 섬유 ASE 광원은 단일 모드 Erbium 섬유에서 생성되기 때문에, 거의 무서운 단일 모드 섬유와 결합 될 수 있습니다. 따라서,이 ASE 광대역 광원은 또한 섬유 자이로 스코프, 섬유 감지, OCT 이미징 및 광 통신 채널 전력 보상과 같은 경우에도 중요한 응용 프로그램이 있습니다. 실제 C+L 밴드 섬유 ASE 광대역 광원 제품에서, Erbium-Doped Quartz 섬유는 일반적으로 작업 재료로 사용되며, 980nm 밴드 반도체 레이저는 자극 된 방사선 공정에 의해 증폭 된 C 밴드에서 자발적 방사선을 생성하기 위해 여기 펌프로 사용된다. Erbium-doped 섬유는 특정 길이를 가지기 때문에, C- 밴드 방사선 광은 다른 Erbium 이온에 의해 흡수되고 투과 중에 다시 방사되어 방사선 파장이 더 긴 밴드로 이동되도록한다. 이러한 방사선은 다시 자극 된 방출에 의해 증폭 될 것이며, 마지막으로 C- 밴드 또는 L- 밴드를 덮는 ASE 광대역 스펙트럼이 얻어진다. 다른 광 경로 구조 설계를 통해, C, L, C+L과 같은 다른 밴드 스펙트럼을 갖는 ASE 광원 제품을 얻을 수있다.

상기는 ER- 도핑 된 섬유의 ASE 방사선 스펙트럼을 테스트하기위한 광 경로입니다. Isolator는 광섬유 차단기이며 WDM은 980/1550nm 섬유 파장 분배기입니다. 974nm 단일 모드 펌프 LD는 펌프 레이저를 제공하며, 이는 WDM 커플 링을 통해 단일 모드 ER- 도핑 된 섬유의 섹션을 흥분시킵니다. 방출 된 후진 ASE 빛과 전방 ASE 빛은 각각 2 개의 아이솔레이터를 통해 출력됩니다. 동일한 펌프 전력 하에서 측정 된 후방 ASE 스펙트럼 (녹색 선) 및 전방 ASE 스펙트럼 (파란색 선)이 그림에 표시됩니다. Erbium- 도핑 된 섬유에 의해 직접 방출되는 ASE 방사선 스펙트럼은 평평하지 않으며, 다른 파장 간의 전력 밀도 차이는 10dB 이상에 도달 할 수 있음을 알 수 있습니다. 두 방향의 ASE 스펙트럼은 정확히 같지 않습니다. 따라서, 섬유 ASE 광대역 광원 제품에서, 플랫 출력 스펙트럼을 달성하려면 스펙트럼 평탄화 기술 (필터)이 필요하다.