C+L波段掺铒光纤ASE宽带光源
时间:2026-08-26
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ASE宽带光源广泛应用于生产测试和科研实验。本文试图简要介绍C+L波段掺铒光纤ASE宽带光源的主要参数和测试方法。
工作原理掺铒光纤产生的ASE宽带光是短波长激光泵浦掺铒光纤时产生的放大自发辐射光。如下图所示,泵浦的稀土离子在上下能级之间跃迁,产生自发发射光,在受激发射过程中被放大。这个过程不断重复,在足够的泵送条件下,它甚至可以实现相当高的输出功率。
(ASE=放大自发辐射)
ASE辐射在光纤激光器和光纤放大器中作为噪声光普遍存在。ASE光通常与信号波长激光器竞争增益,导致有效激光功率降低、激光信噪比降低和偏振降低。因此,人们希望尽量减少ASE光在光纤激光器和光纤放大器中的出现。在设计光纤激光器和放大器时,通过优化光路结构,尽可能降低ASE光的功率比例。然而,ASE光作为光源也具有某些特性,如宽光谱范围、平坦光谱、低相干性和低偏振,这些特性在激光光源中是找不到的。此外,单模铒光纤内产生的光纤ASE光源可以与普通单模光纤几乎无损耗地耦合。因此,这种宽带ASE光源在某些情况下具有重要应用,如光纤陀螺仪、光纤传感、OCT成像和光通信信道中的功率补偿。
在实际的C+L波段光纤ASE宽带光源产品中,通常使用掺铒石英光纤作为有源介质,使用980nm半导体激光器作为激发泵浦,在C波段产生自发辐射,然后通过受激辐射放大。由于掺铒光纤具有一定的长度,C波段辐射被其他铒离子吸收并重新辐射,导致辐射波长向更长的波段偏移。然后,这种辐射通过受激发射再次放大,最终产生覆盖C或L波段的宽带ASE光谱。可以设计不同的光路结构,以获得具有不同波长带(如C、L和C+L)的ASE光源产品。
上图显示了测试掺铒光纤ASE辐射光谱的光路。隔离器是光纤隔离器,WDM是980/1550nm光纤波分复用(WDM)。974nm单模泵浦LD提供泵浦激光器,该激光器通过WDM耦合以激发一段单模掺铒光纤。发射的反向和正向ASE光通过两个单独的隔离器输出。在相同的泵浦功率下,测量的反向ASE光谱(绿线)和正向ASE光谱(蓝线)如图所示。可以看出,掺铒光纤直接发射的ASE辐射光谱并不平坦;不同波长之间的功率密度差可达10dB以上并且两个方向上的ASE光谱并不完全相同。因此,在光纤ASE宽带光源产品中,需要光谱平坦化技术(滤光片)来实现平坦的输出光谱。
上图显示了测试掺铒光纤ASE辐射光谱的光路。隔离器是光纤隔离器,WDM是980/1550nm光纤波分复用(WDM)。974nm单模泵浦LD提供泵浦激光器,该激光器通过WDM耦合以激发一段单模掺铒光纤。发射的反向和正向ASE光通过两个单独的隔离器输出。在相同的泵浦功率下,测量的反向ASE光谱(绿线)和正向ASE光谱(蓝线)如图所示。可以看出,掺铒光纤直接发射的ASE辐射光谱并不平坦;不同波长之间的功率密度差可达10dB以上并且两个方向上的ASE光谱并不完全相同。因此,在光纤ASE宽带光源产品中,需要光谱平坦化技术(滤光片)来实现平坦的输出光谱。






