एएसई ब्रॉडबैंड लाइट सोर्स का कार्य सिद्धांत

एर्बियम-डोपेड फाइबर द्वारा उत्पन्न एएसई ब्रॉडबैंड लाइट को शॉर्ट-वेवलेंथ लेजर पंपिंग एर्बियम-डोपेड फाइबर द्वारा उत्पन्न सहज सहज उत्सर्जन प्रकाश को प्रवर्धित किया जाता है। जैसा कि निम्नलिखित आरेख में दिखाया गया है, पंप किए गए दुर्लभ पृथ्वी आयनों ने सहज और निचले ऊर्जा स्तरों के बीच सहज उत्सर्जन प्रकाश उत्पन्न करने के लिए संक्रमण किया, जो उत्तेजित उत्सर्जन प्रक्रिया में प्रवर्धित होता है। इस प्रक्रिया को लगातार दोहराया जाता है, और यहां तक ​​कि पर्याप्त पंपिंग परिस्थितियों में काफी उच्च उत्पादन शक्ति प्राप्त की जा सकती है। (ASE = प्रवर्धित सहज उत्सर्जन, प्रवर्धित सहज उत्सर्जन प्रकाश)

एएसई विकिरण आमतौर पर फाइबर लेजर और फाइबर एम्पलीफायरों में शोर प्रकाश के रूप में मौजूद है। एएसई लाइट आमतौर पर लाभ के लिए सिग्नल वेवलेंथ लेजर के साथ प्रतिस्पर्धा करता है, जिससे लेजर तरंग दैर्ध्य की प्रभावी शक्ति कम हो जाती है, लेजर सिग्नल-टू-शोर अनुपात में कमी, और ध्रुवीकरण की डिग्री कम हो जाती है। इसलिए, यह आशा की जाती है कि एएसई लाइट को फाइबर लेजर और फाइबर एम्पलीफायरों में कम से कम किया जाएगा। फाइबर लेज़रों और एम्पलीफायरों को डिजाइन करते समय, एएसई प्रकाश का बिजली हिस्सा ऑप्टिकल पथ संरचना को अनुकूलित करके जितना संभव हो उतना कम हो जाएगा। हालांकि, एक प्रकाश स्रोत के रूप में एएसई लाइट में भी कुछ विशेषताएं हैं, जैसे कि वाइड स्पेक्ट्रल रेंज, स्पेक्ट्रल फ्लैटनेस, कम सुसंगतता, ध्रुवीकरण की कम डिग्री, आदि, जो लेजर प्रकाश स्रोतों के पास नहीं हैं। इसके अलावा, चूंकि फाइबर एएसई प्रकाश स्रोत एक एकल-मोड एर्बियम फाइबर में उत्पन्न होता है, इसलिए इसे एक साधारण एकल-मोड फाइबर के साथ लगभग हानिकारक रूप से जोड़ा जा सकता है। इसलिए, इस एएसई ब्रॉडबैंड लाइट स्रोत में कुछ अवसरों में भी महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं, जैसे कि फाइबर गायरोस्कोप, फाइबर सेंसिंग, ओसीटी इमेजिंग और ऑप्टिकल संचार चैनल पावर मुआवजा। वास्तविक C+L बैंड फाइबर एएसई ब्रॉडबैंड लाइट सोर्स प्रोडक्ट्स में, एर्बियम-डॉप्ड क्वार्ट्ज फाइबर को आमतौर पर काम करने की सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, और सी बैंड में सहज विकिरण उत्पन्न करने के लिए एक 980NM बैंड सेमीकंडक्टर लेजर का उपयोग एक उत्तेजना पंप के रूप में किया जाता है, जो उत्तेजित विकिरण प्रक्रिया द्वारा प्रवर्धित होता है। चूंकि एर्बियम-डोप किए गए फाइबर की एक निश्चित लंबाई होती है, सी-बैंड विकिरण प्रकाश को अन्य एर्बियम आयनों द्वारा अवशोषित किया जाता है और ट्रांसमिशन के दौरान फिर से रेडिएड किया जाता है, ताकि विकिरण तरंग दैर्ध्य को एक लंबे बैंड में स्थानांतरित कर दिया जाए। इन विकिरणों को फिर से उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रवर्धित किया जाएगा, और अंत में सी-बैंड या एल-बैंड को कवर करने वाला एएसई ब्रॉडबैंड स्पेक्ट्रम प्राप्त किया जाता है। विभिन्न ऑप्टिकल पथ संरचना डिजाइनों के माध्यम से, विभिन्न बैंड स्पेक्ट्रा जैसे कि C, L, C+L के साथ ASE प्रकाश स्रोत उत्पाद प्राप्त किए जा सकते हैं।

उपरोक्त ईआर-डॉप्ड फाइबर के एएसई विकिरण स्पेक्ट्रम के परीक्षण के लिए ऑप्टिकल पथ है। आइसोलेटर एक फाइबर आइसोलेटर है, और WDM एक 980/1550NM फाइबर तरंग दैर्ध्य विभक्त है। 974nm सिंगल-मोड पंप LD पंप लेजर प्रदान करता है, जो WDM युग्मन के माध्यम से एकल-मोड ईआर-डॉप्ड फाइबर के एक खंड को उत्तेजित करता है। उत्सर्जित पिछड़े एएसई प्रकाश और आगे एएसई प्रकाश क्रमशः दो आइसोलेटर के माध्यम से आउटपुट हैं। एक ही पंप शक्ति के तहत, मापा पिछड़े एएसई स्पेक्ट्रम (ग्रीन लाइन) और फॉरवर्ड एएसई स्पेक्ट्रम (नीली रेखा) को चित्र में दिखाया गया है। यह देखा जा सकता है कि एर्बियम-डॉप्ड फाइबर द्वारा सीधे उत्सर्जित एएसई विकिरण स्पेक्ट्रम सपाट नहीं है, और विभिन्न तरंग दैर्ध्य के बीच बिजली घनत्व का अंतर 10DB से अधिक तक पहुंच सकता है। दो दिशाओं में ASE स्पेक्ट्रा बिल्कुल समान नहीं हैं। इसलिए, फाइबर एएसई ब्रॉडबैंड लाइट सोर्स प्रोडक्ट में, स्पेक्ट्रम फ्लैटिंग टेक्नोलॉजी (फ़िल्टर) को एक फ्लैट आउटपुट स्पेक्ट्रम प्राप्त करने की आवश्यकता होती है।