Dalam pemotongan teknologi kelebihan - seperti komunikasi optik, penderiaan gentian optik, dan spektroskopi, sejenis sumber cahaya khas memainkan peranan penting sebagai wira unsung. Ia tidak dikenali kerana kekerapan tunggal dan koheren yang tinggi seperti laser, dan juga tidak mudah dan biasa sebagai LED. Ia adalah ASE
Sumber cahaya jalur lebar (diperkuatkan sumber cahaya jalur lebar pelepasan spontan), alat yang berkuasa yang menjana cahaya dengan cara yang unik.
I. Definisi dan prinsip teras sumber ASE
Inti sumber cahaya ASE terletak pada "pelepasan spontan yang diperkuatkan." Untuk memahaminya, kita mesti memahami dua konsep terlebih dahulu:
1. Pelepasan SPontan: Ini adalah bagaimana LED memancarkan cahaya. Apabila elektron dalam peralihan semikonduktor dari tahap tenaga yang lebih tinggi ke yang lebih rendah, mereka secara rawak dan bebas memancarkan foton. Foton ini mempunyai fasa, arahan, dan panjang gelombang yang berbeza, menghasilkan cahaya koheren - dengan spektrum yang luas.
2. Pelepasan: Ini adalah bagaimana laser memancarkan cahaya. Foton yang masuk "merangsang" elektron pada tahap tenaga yang lebih tinggi, memaksa ia untuk peralihan dan melepaskan foton yang sama dengan yang masuk (fasa, arah, dan panjang gelombang yang sama). Proses ini menguatkan cahaya dan menghasilkan cahaya yang sangat koheren.
Proses sumber pelepasan spontan yang diperkuatkan dengan bijak duduk di antara kedua -dua ini berlaku dalam medium keuntungan (biasanya Erbium - serat doped EDFA, ytterbium - serat doped, dan lain -lain).
Langkah 1:Pelepasan spontan. Apabila medium keuntungan teruja oleh sumber pam (biasanya laser pam), elektron di dalamnya dinaikkan ke tahap tenaga yang lebih tinggi. Tanpa sebarang rangsangan luaran, elektron ini secara spontan peralihan kembali ke tahap yang lebih rendah, menghasilkan foton radiasi spontan pelbagai arah dan panjang gelombang.
Langkah 2:Proses amplifikasi. Kunci ialah medium keuntungan ini direka untuk mendapatkan keuntungan yang tinggi. Ini foton spontan yang dijana secara rawak tidak keluar secara langsung kerana mereka akan LED biasa. Sebaliknya, ketika mereka mengembara melalui medium, mereka bertindak sebagai "biji" untuk mencetuskan pelepasan yang dirangsang dari elektron lain yang teruja, dengan itu menghasilkan sejumlah besar foton yang sama dengan diri mereka sendiri - cahaya diperkuat.
Hasil akhir:Oleh kerana foton "benih" awalnya meliputi pelbagai panjang gelombang, cahaya yang diperkuatkan juga merangkumi jalur lebar. Sementara itu, kerana proses penguatan melibatkan pelepasan yang dirangsang, kuasa outputnya jauh lebih tinggi daripada pelepasan spontan biasa (contohnya, dari LED). Walau bagaimanapun, disebabkan oleh rawak foton awal, koherennya jauh lebih rendah daripada laser. Output akhir adalah rasuk tinggi - kuasa, luas - spektrum, rendah - cahaya koheren - Ini adalah sumber cahaya jalur lebar ASE.
Ii. Ciri -ciri penting sumber ASE
1. Spektrum Broad: Ini adalah ciri yang paling menonjol. Erbium biasa - sumber ase doped boleh mempunyai lebar spektrum output 30 - 80nm (berpusat sekitar 1550nm), jauh melebihi linewidth laser. Ini membolehkan ia menutup seluruh band C - atau L - band, menjadikannya sumber pelbagai saluran yang ideal.
2. Kuasa output tinggi: Oleh kerana proses penguatan, kuasa output sumber ASE dapat mencapai puluhan milliwatt atau bahkan tahap watt, beberapa perintah magnitud yang lebih tinggi daripada LED.
3. Koheren rendah: Oleh kerana cahaya adalah campuran yang diperkuatkan dari pelbagai panjang gelombang yang berbeza, koheren temporalnya sangat rendah. Ciri ini adalah kelebihan besar dalam banyak aplikasi.
4. Kebebasan polarisasi yang baik: Biasanya, cahaya output sumber ASE tidak dipolarisasi atau mempunyai polarisasi yang sangat rendah, memudahkan penggunaannya dalam sistem optik.
Iii. Aplikasi teras sumber ASE
Ciri -ciri unik mereka menjadikan mereka sangat diperlukan di kawasan berikut:
1. Ujian Sistem Komunikasi Serat optik: Ini adalah alat yang sempurna untuk menguji tindak balas spektrum komponen optik (seperti isolator, peredaran, pembahagian panjang gelombang multiplexer WDM, suis optik, dll.). Dengan menerangi peranti dengan cahaya spektrum - luas dan secara langsung menganalisis spektrum output, seseorang dapat dengan cepat dan tepat menilai kehilangan sisipan peranti, jalur lebar, dan metrik prestasi lain di seluruh band.
2. Sistem penderiaan optik: Sistem penderiaan berdasarkan interferometri koherom - rendah (seperti gyroscopes optik gentian dan tomografi koheren optik OCT) sangat bergantung pada sumber ASE. Koheren rendah mereka membolehkan pengukuran tepat perbezaan laluan optik yang sangat pendek, yang digunakan untuk mengesan tekanan, suhu, ubah bentuk, dan lain -lain, dan penting dalam pengimejan perubatan dan pemantauan industri.
3.Buat sumber tambahan untuk EDFAs: dalam Erbium - penguat serat doped (EDFA), bunyi bising adalah sesuatu yang akan ditindas. Sebaliknya, sumber ASE kecil boleh digunakan sebagai "cahaya benih" untuk meratakan spektrum keuntungan EDFA atau menindas bunyi lain.
4.Spectroscopy: Boleh digunakan sebagai sumber jalur lebar untuk instrumen seperti Fourier Transform Inframerah (FTIR) spektrometer untuk analisis komposisi bahan.
Kesimpulan
Sumber cahaya jalur lebar ASE bukan pengganti laser atau LED tetapi sumber yang sangat khusus. Ia dengan bijak menggabungkan spektrum luas - secara spektrum pelepasan "spontan" dengan kuasa menguatkan pelepasan "dirangsang", mencari keseimbangan sempurna antara kuasa tinggi, spektrum luas, dan koheren yang rendah. Ini adalah keseimbangan yang menjadikannya peranti utama yang sangat diperlukan dalam medan, pengesan, dan pengukuran optoelektronik moden, terus memacu perkembangan teknologi kelebihan -.