C+L波段宽带ASE光源的实验及结果

通过大量检索及理论设计，在分析比对多种现在流行的方案的基础上，提出了自己切实可行的设计方案。通过软件仿真实验，在分析了光源结构、抽运功率及光纤浓度、反射镜参数对光纤输出性能的影响的基础上，设计了一种基于光纤环行镜的双向泵浦双级双程结构光源.

试验采用两级浓度不同的掺铒光纤(EDF)作为增益介质，并通过优化选择合适的长度;

采用3dB耦合器制作的光纤环行镜(FLR)作为反射镜，光纤环行镜的使用，不仅提高了抽运源利用效率，且改善光源的平坦度;
采用980nm的泵浦源(LD)双向分别泵浦，其优点在于提高输出光源的稳定性，采用反向输出，避免了超荧光与剩余980nm泵浦光的混合输出。通过两级抽运光功率的反复调整来调整输出光谱，使其输出更平坦;
采用单模光纤波分复用器--980/1590nm的WDM将980nm的泵浦光耦合入掺铒光纤，提高耦合效率;

采用的光隔离器ISO的工作波长为1585±10nm，光隔离器的应用主要有以下优点：
(1)要产生L波段的光源，必须增加掺铒光纤长度，然而，随光纤长度的增加，瑞利散射也增强，但光纤长度减小，相应的增益也就减弱，因此实验采用两级结构，在两级之间加上ISO，有效提高输出功率;
(2)由于宽带ASE光源产生的非相干光无方向性，因此会受到反射的泵浦光的影响，从而引起功率的不稳定，致使噪声增加。为此，在两级掺铒光纤之间以及输出端放置与偏振无关的光隔离器，防止光纤端面反射对其性能造成影响，消除出射光中的泵浦光。
(3)在第一级和第二级之间加入光隔离器不仅有以上两种优点，而且可以使第一级的ASE输出的光谱不受第二级的影响。第二级在放大第一级输出光的同时产生短波长范围的ASE(类似于单程前向输出结构光源)。调整第二级的泵浦功率和掺铒光纤的长度，使得长波长和短波长两部分光的幅度相当时，即可获得大功率的宽带光源。验证了第二级短的低浓度掺杂铒光纤是用以调节并改善整个输出光谱谱形的作用。另外，种子源输出功率的大小影响超荧光输出光谱的稳定性，较大功率的种子源对激光的产生具有抑制作用。
实验中，通过反复仔细调节980nmLD1和980nmLD2的功率，使得输出的C波段光和L波段光得以较好的匹配，实现了C+L波段的ASE同时较高功率的输出。输出端采用AnritsuMS9710B光谱分析仪测量该ASE光源的输出光谱(工作范围为600～1750nm，分辨率为0.1 nm)。我们观测到的波形为C+L波段的ASE，此时，第Ⅰ级LD输出功率为60mW，第Ⅱ级LD输出功率为70mW
获得了总功率达7.06dBm的覆盖C+L波段的ASE光输出，平均波长为1565.39nm，在未采用任何外加滤波器的情况下，其全宽半高FWHM值为55.706nm，3dB带宽为63.7nm,平坦区域达66.82nm(从1533.80nm至1600.62nm)。考验两个小时波形没有变化，证明其输出是稳定的。

实验中由于采用了光纤和光纤器件直接熔接方案，从而实现了该光源的全光纤化。