У најсавременијим{0}}технологијама као што су оптичке комуникације, оптичка влакна и спектроскопија, посебан тип извора светлости игра кључну улогу као неопеваног хероја. Није познат по својој јединственој фреквенцији и високој кохерентности као ласер, нити је једноставан и уобичајен као ЛЕД. То је АСЕ
Широкопојасни извор светлости (Амплифиед Спонтанеоус Емиссион Броадбанд Лигхт Соурце), моћан алат који генерише светлост на јединствен начин.
И. Дефиниција и основни принцип извора АСЕ
Срж АСЕ извора светлости лежи у „Појачаној спонтаној емисији“. Да бисмо то разумели, прво морамо да схватимо два концепта:
1.Спонтана емисија: Овако ЛЕД емитује светлост. Када електрони у полупроводнику прелазе са вишег енергетског нивоа на нижи, они насумично и независно емитују фотон. Ови фотони имају различите фазе, правце и таласне дужине, што резултира некохерентном светлошћу са широким спектром -.
2. Стимулисана емисија: Овако ласер емитује светлост. Долазећи фотон „стимулише” електрон на вишем енергетском нивоу, приморавајући га да пређе и ослободи фотон који је идентичан долазном (иста фаза, правац и таласна дужина). Овај процес појачава светлост и производи високо кохерентно светло.
Процес извора појачане спонтане емисије паметно се налази између ова два. Јавља се у медијуму појачања (обично ербијумом-допираним влакнима ЕДФА, итербијумом-допираним влакнима итд.).
1. корак:Спонтана емисија. Када је медијум за појачавање побуђен од стране извора пумпе (обично ласер пумпе), електрони унутар њега се подижу на више енергетске нивое. Без икаквог спољашњег стимулуса, ови електрони спонтано прелазе назад на ниже нивое, генеришући спонтане фотоне зрачења различитих праваца и таласних дужина.
2. корак:Процес појачања. Кључно је да је овај медиј за појачање дизајниран да има високо појачање. Ови насумично генерисани спонтани фотони не излазе директно као у обичном ЛЕД-у. Уместо тога, док путују кроз медијум, они делују као „семенке“ да покрећу стимулисану емисију других побуђених електрона, стварајући тако велики број фотона идентичних њима-светлост се појачава.
Коначан резултат:Пошто сами почетни фотони "семена" покривају широк опсег таласних дужина, појачана светлост такође покрива широк опсег. У међувремену, пошто процес појачања укључује стимулисану емисију, његова излазна снага је много већа од обичне спонтане емисије (нпр. из ЛЕД-а). Међутим, због случајности почетних фотона, његова кохерентност је много нижа него код ласера. Коначни излаз је сноп светлости велике-широког-спектра, ниске{7}}кохерентности-ово је АСЕ извор широкопојасног светла.
ИИ. Истакнуте карактеристике АСЕ извора
1. Широки спектар: Ово је његова најистакнутија карактеристика. Типични АСЕ извор-допиран ербијумом може имати ширину излазног спектра од 30-80 нм (центрирано око 1550 нм), што далеко премашује ширину линије ласера. Ово му омогућава да покрије цео Ц-опсег или Л-опсег, што га чини идеалним вишеканалним извором.
2. Висока излазна снага: Због процеса појачања, излазна снага АСЕ извора може достићи десетине миливата или чак нивое вата, неколико редова величине више од оне код ЛЕД-а.
3. Ниска кохеренција: Пошто је светлост појачана мешавина бројних различитих таласних дужина, њена временска кохеренција је веома ниска. Ова карактеристика је огромна предност у многим апликацијама.
4. Добра поларизациона независност: Типично, излазно светло АСЕ извора је неполаризовано или има веома ниску поларизацију, што поједностављује његову употребу у оптичким системима.
ИИИ. Основне апликације АСЕ извора
Њихова јединствена својства чине их незаменљивим у следећим областима:
1. Тестирање комуникационог система оптичких влакана: То је савршен алат за тестирање спектралног одзива оптичких компоненти (као што су изолатори, циркулатори, мултиплексери са поделом таласних дужина ВДМ, оптички прекидачи, итд.). Осветљавањем уређаја светлошћу широког- спектра и директном анализом излазног спектра, може се брзо и прецизно проценити губитак уметања уређаја, пропусни опсег и друге метрике перформанси у целом опсегу.
2. Системи оптичког сензора: Сензорни системи засновани на интерферометрији ниске-кохеренције (као што су жироскопи са оптичким влакнима и ОЦТ оптичка кохерентна томографија) се у великој мери ослањају на АСЕ изворе. Њихова ниска кохерентност омогућава прецизно мерење веома кратких разлика оптичких путања, које се користе за откривање притиска, температуре, деформације, итд., и кључно је у медицинском снимању и индустријском праћењу.
3. Као помоћни извор за ЕДФА: У појачавачима са влакнима допираним ербијумом- (ЕДФА), АСЕ шум је нешто што треба потиснути. Обрнуто, међутим, мали АСЕ извор се може користити као "сеед лигхт" за изравнавање спектра појачања ЕДФА или потискивање других шума.
4. Спектроскопија: Може се користити као широкопојасни извор за инструменте као што су Фоуриер Трансформ Инфраред (ФТИР) спектрометри за анализу састава материјала.
Закључак
АСЕ широкопојасни извор светлости није замена за ласере или ЛЕД диоде, већ је високо специјализован извор. Паметно комбинује природу широког-спектра „спонтане” емисије са снагом појачавања „стимулисане” емисије, проналазећи савршену равнотежу између велике снаге, широког спектра и ниске кохерентности. Управо ова равнотежа га чини незаменљивим кључним уређајем у модерним оптоелектронским тестирањима, сензорима и мерним пољима, који континуирано покреће развој најсавременијих-технологија.