ASEブロードバンド光源の作業原則

エルビウムドープ繊維によって生成されるASEブロードバンド光は、短波長レーザーポンピングエルビウムドープ繊維によって生成される自然発光光を増幅します。次の図に示されているように、汲み上げられた希土類イオンは、上部と低いエネルギーレベルの間に移行して、刺激された放射プロセスで増幅される自発的な放射光を生成します。このプロセスは継続的に繰り返され、十分なポンピング条件下でかなり高い出力電力を達成できます。 （ASE =増幅された自然発光、増幅された自然発光光）

ASE放射線は、一般的に繊維レーザーおよび繊維アンプのノイズ光として存在します。 ASE光は通常、ゲインのために信号波長レーザーと競合し、レーザー波長の有効出力が減少し、レーザー信号対雑音比が減少し、偏光の程度が減少します。したがって、繊維レーザーと繊維アンプでASE光が最小化されることが期待されています。ファイバーレーザーとアンプを設計するとき、ASEライトのパワーシェアは、光パス構造を最適化することにより、可能な限り削減されます。ただし、光源自体としてのASEライトには、レーザー光源が所有していない広いスペクトル範囲、スペクトルの平坦性、低い偏光、低偏光など、いくつかの特性もあります。さらに、ファイバーASE光源はシングルモードのエルビウムファイバーで生成されるため、通常のシングルモードファイバーとほとんど損失がなくなります。したがって、このASEブロードバンド光源には、繊維ジャイロスコープ、ファイバーセンシング、OCTイメージング、光学通信チャネルの電力補償など、場合によっては重要なアプリケーションもあります。実際のC+LバンドファイバーASEブロードバンド光源製品では、通常、作業材料としてエルビウムドープされた石英繊維が使用され、980NMの半導体レーザーが励起ポンプとして使用され、刺激放射プロセスによって増幅されるCバンドの自然放射を生成します。エルビウムドープ繊維の長さは一定の長さであるため、Cバンド放射光は他のエルビウムイオンに吸収され、伝達中に再放射されるため、放射波長はより長い帯域にシフトされます。これらの放射は、刺激された放射によって再び増幅され、最後にCバンドまたはLバンドを覆うASEブロードバンドスペクトルが得られます。さまざまな光パス構造の設計により、C、L、C+Lなどのさまざまなバンドスペクトルを備えたASE光源製品を取得できます。

上記は、ERドープ繊維のASE放射スペクトルをテストするための光学パスです。アイソレータはファイバーアイソレータであり、WDMは980/1550NMファイバー波長分割です。 974NMシングルモードポンプLDは、WDMカップリ​​ングを通じてシングルモードERドープファイバーのセクションを興奮させるポンプレーザーを提供します。放出された後方ASEライトとフォワードASEライトは、それぞれ2つのアイソレーターを介して出力されます。同じポンプ電力の下では、測定された後方ASEスペクトル（緑色の線）と前方ASEスペクトル（青い線）が図に示されています。エルビウムドープ繊維によって直接放出されるASE放射スペクトルはフラットではなく、異なる波長間の電力密度の差は10dB以上に達することがあります。 2つの方向のASEスペクトルはまったく同じではありません。したがって、ファイバーASEブロードバンド光源製品では、フラット出力スペクトルを実現するには、スペクトルフラッティングテクノロジー（フィルター）が必要です。