C+L zolağı erbium qatqılı fiber ASE genişzolaqlı işıq mənbəyi

ASE genişzolaqlı işıq mənbələri istehsal sınaqlarında və elmi tədqiqat təcrübələrində geniş istifadə olunur. Bu məqalə C+L zolağı erbium qatqılı fiber ASE genişzolaqlı işıq mənbələrinin əsas parametrlərini və sınaq üsullarını qısaca izah etməyə çalışır.

İş prinsipi Erbium qatqılı lif tərəfindən yaradılan ASE genişzolaqlı işıq, erbium qatqılı lifi pompalayan qısa dalğa uzunluqlu lazer tərəfindən yaradılan gücləndirilmiş spontan emissiya işığıdır. Aşağıdakı sxematik diaqramda göstərildiyi kimi, pompalanan nadir torpaq ionları yuxarı və aşağı enerji səviyyələri arasında keçid edərək, stimullaşdırılmış emissiya zamanı gücləndirilən spontan emissiya işığı yaradır. Bu proses davamlı olaraq təkrarlanır və kifayət qədər nasos şəraitində o, hətta xeyli yüksək çıxış gücünə nail ola bilər.

(ASE = Gücləndirilmiş Spontan Emissiya)

ASE radiasiyası fiber lazerlərdə və lif gücləndiricilərində səs-küy işığı kimi üstünlük təşkil edir. ASE işığı adətən effektli lazer gücünün azalmasına, lazer siqnalının səs-küy nisbətinin azalmasına və qütbləşmənin azalmasına səbəb olmaq üçün siqnal dalğa uzunluğu lazeri ilə rəqabət aparır. Buna görə də, fiber lazerlərdə və lif gücləndiricilərində ASE işığının meydana gəlməsini minimuma endirmək arzu edilir. Fiber lazerləri və gücləndiriciləri layihələndirərkən, optik yol strukturunu optimallaşdırmaqla ASE işığının güc nisbəti mümkün qədər azaldılır. Bununla belə, işıq mənbəyi kimi ASE işığı da lazer işıq mənbələrində olmayan geniş spektral diapazon, düz spektr, aşağı koherens və aşağı polarizasiya kimi müəyyən xüsusiyyətlərə malikdir. Bundan əlavə, tək rejimli erbium lifi daxilində yaradılan fiber optik ASE işıq mənbələri, demək olar ki, heç bir itki olmadan adi tək rejimli liflə birləşdirilə bilər. Buna görə də, bu tip genişzolaqlı ASE işıq mənbəyi müəyyən vəziyyətlərdə, məsələn, fiber optik giroskoplar, fiber optik zondlama, OCT görüntüləmə və optik rabitə kanallarında güc kompensasiyası kimi mühüm tətbiqlərə malikdir.

Praktik C+L diapazonlu lif ASE genişzolaqlı işıq mənbəyi məhsullarında erbium qatqılı silisium lifi adətən aktiv mühit kimi istifadə olunur və 980nm yarımkeçirici lazer C diapazonunda spontan emissiya yaratmaq üçün həyəcanlandırma pompası kimi istifadə olunur və bu daha sonra stimullaşdırılmış emissiya vasitəsilə gücləndirilir. Erbium qatqılı lif müəyyən uzunluğa malik olduğundan, C-zolağı radiasiya digər erbium ionları tərəfindən udulur və yenidən şüalanır və radiasiya dalğa uzunluğunun daha uzun bir zolağa keçməsinə səbəb olur. Bu radiasiya daha sonra stimullaşdırılmış emissiya vasitəsilə yenidən gücləndirilir və nəticədə C və ya L zolaqlarını əhatə edən genişzolaqlı ASE spektri yaranır. C, L və C+L kimi müxtəlif dalğa uzunluğu lentləri ilə ASE işıq mənbəyi məhsullarını əldə etmək üçün müxtəlif optik yol strukturları tərtib edilə bilər.

Yuxarıdakılar Er qatqılı lifin ASE radiasiya spektrinin sınaqdan keçirilməsi üçün optik yolu göstərir. İzolyator fiber optik izolyatordur, WDM isə 980/1550nm fiber dalğa uzunluğunun bölünməsi multipleksasiyasıdır (WDM). 974nm tək rejimli nasoslu LD nasos lazerini təmin edir, bu da WDM vasitəsilə tək rejimli Er-qatqılı lifin bir hissəsini həyəcanlandırmaq üçün birləşdirilir. Buraxılan geri və irəli ASE işığı iki ayrı izolyator vasitəsilə çıxarılır. Eyni nasos gücü altında ölçülən geriyə doğru ASE spektri (yaşıl xətt) və irəli ASE spektri (mavi xətt) şəkildə göstərilmişdir. Erbium qatqılı lifin birbaşa yaydığı ASE radiasiya spektrinin düz olmadığını görmək olar; müxtəlif dalğa uzunluqları arasında güc sıxlığı fərqi 10dB-dən çox ola bilər və iki istiqamətdə ASE spektrləri tamamilə eyni deyil. Buna görə də, fiber optik ASE genişzolaqlı işıq mənbəyi məhsullarında düz çıxış spektrinə nail olmaq üçün spektral düzləşdirmə texnologiyası (filtrlər) tələb olunur.