C+L بینڈ ایربیم ڈوپڈ فائبر ASE براڈ بینڈ لائٹ سورس

ASE براڈ بینڈ روشنی کے ذرائع بڑے پیمانے پر پیداوار کی جانچ اور سائنسی تحقیقی تجربات میں استعمال ہوتے ہیں۔ یہ مضمون مختصر طور پر C+L بینڈ erbium-doped fiber ASE براڈ بینڈ لائٹ ذرائع کے بنیادی پیرامیٹرز اور جانچ کے طریقوں کی وضاحت کرنے کی کوشش کرتا ہے۔

کام کرنے کا اصول ایربیم ڈوپڈ فائبر کے ذریعہ تیار کردہ ASE براڈ بینڈ لائٹ مختصر طول موج لیزر پمپنگ ایربیم ڈوپڈ فائبر کے ذریعہ پیدا ہونے والی تیز رفتار اخراج روشنی ہے۔ جیسا کہ ذیل میں اسکیمیٹک ڈایاگرام میں دکھایا گیا ہے، پمپ شدہ نایاب زمین کے آئنوں کی اوپری اور نچلی توانائی کی سطحوں کے درمیان منتقلی، بے ساختہ اخراج کی روشنی پیدا کرتی ہے، جو محرک اخراج کے دوران بڑھ جاتی ہے۔ یہ عمل مسلسل دہرایا جاتا ہے، اور کافی پمپنگ حالات میں، یہ کافی زیادہ پیداواری طاقت بھی حاصل کر سکتا ہے۔

(ASE = ایمپلیفائیڈ سپانٹینیئس ایمیشن)

ASE تابکاری فائبر لیزرز اور فائبر یمپلیفائرز میں شور کی روشنی کے طور پر موجود ہے۔ ASE لائٹ عام طور پر حاصل کرنے کے لیے سگنل ویو لینتھ لیزر سے مقابلہ کرتی ہے، جس کی وجہ سے موثر لیزر پاور میں کمی، لیزر سگنل ٹو شور کے تناسب میں کمی، اور پولرائزیشن میں کمی واقع ہوتی ہے۔ لہذا، فائبر لیزرز اور فائبر یمپلیفائرز میں ASE روشنی کی موجودگی کو کم سے کم کرنا ضروری ہے۔ فائبر لیزرز اور امپلیفائرز کو ڈیزائن کرتے وقت، آپٹیکل پاتھ کی ساخت کو بہتر بنا کر ASE لائٹ کی طاقت کا تناسب جتنا ممکن ہو کم کیا جاتا ہے۔ تاہم، روشنی کے منبع کے طور پر ASE روشنی میں بھی کچھ خاص خصوصیات ہیں، جیسے کہ وسیع طیف کی حد، فلیٹ سپیکٹرم، کم ہم آہنگی، اور کم پولرائزیشن، جو لیزر روشنی کے ذرائع میں نہیں پائی جاتی ہیں۔ مزید برآں، فائبر آپٹک ASE لائٹ سورسز، جو سنگل موڈ ایربیئم فائبر کے اندر پیدا ہوتے ہیں، عام سنگل موڈ فائبر کے ساتھ جوڑے جا سکتے ہیں بغیر کسی نقصان کے۔ لہذا، اس قسم کے براڈ بینڈ ASE لائٹ سورس میں بعض حالات میں اہم ایپلی کیشنز ہوتے ہیں، جیسے فائبر آپٹک گائروسکوپس، فائبر آپٹک سینسنگ، OCT امیجنگ، اور آپٹیکل کمیونیکیشن چینلز میں پاور کمپنسیشن۔

عملی C+L بینڈ فائبر ASE براڈ بینڈ لائٹ سورس پروڈکٹس میں، erbium-doped سلیکا فائبر کو عام طور پر ایکٹو میڈیم کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور 980nm سیمی کنڈکٹر لیزر کو C بینڈ میں خود بخود اخراج پیدا کرنے کے لیے ایکسائٹیشن پمپ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جسے پھر محرک کے ذریعے بڑھایا جاتا ہے۔ چونکہ ایربیم ڈوپڈ فائبر کی ایک خاص لمبائی ہوتی ہے، اس لیے سی بینڈ کی تابکاری دوسرے ایربیم آئنوں کے ذریعے جذب ہوتی ہے اور دوبارہ ریڈی ایشن ہوتی ہے، جس کی وجہ سے تابکاری طول موج ایک طویل بینڈ میں منتقل ہوجاتی ہے۔ اس تابکاری کو پھر سے محرک اخراج کے ذریعے بڑھایا جاتا ہے، بالآخر اس کے نتیجے میں براڈ بینڈ ASE سپیکٹرم C یا L بینڈ کو ڈھانپتا ہے۔ مختلف آپٹیکل پاتھ ڈھانچے کو مختلف طول موج بینڈ کے ساتھ ASE لائٹ سورس پروڈکٹس حاصل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا جا سکتا ہے، جیسے C، L، اور C+L۔

مندرجہ بالا Er-doped فائبر کے ASE تابکاری سپیکٹرم کی جانچ کے لیے نظری راستہ دکھاتا ہے۔ الگ تھلگ ایک فائبر آپٹک الگ تھلگ ہے، اور WDM ایک 980/1550nm فائبر ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (WDM) ہے۔ ایک 974nm سنگل موڈ پمپ شدہ LD پمپ لیزر فراہم کرتا ہے، جو WDM کے ذریعے سنگل موڈ Er-doped فائبر کے ایک حصے کو اکسیٹ کرنے کے لیے جوڑا جاتا ہے۔ خارج ہونے والی پسماندہ اور آگے ASE روشنی دو الگ الگ الگ الگ کرنے والوں کے ذریعے آؤٹ پٹ ہوتی ہے۔ اسی پمپ پاور کے تحت، ماپا پسماندہ ASE سپیکٹرم (گرین لائن) اور فارورڈ ASE سپیکٹرم (نیلی لائن) کو تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ایربیم ڈوپڈ فائبر سے براہ راست خارج ہونے والا ASE ریڈی ایشن سپیکٹرم فلیٹ نہیں ہے۔ مختلف طول موجوں کے درمیان طاقت کی کثافت کا فرق 10dB سے زیادہ تک پہنچ سکتا ہے، اور دونوں سمتوں میں ASE سپیکٹرا مکمل طور پر ایک جیسے نہیں ہیں۔ لہذا، فائبر آپٹک ASE براڈ بینڈ لائٹ سورس مصنوعات میں، فلیٹ آؤٹ پٹ اسپیکٹرم حاصل کرنے کے لیے اسپیکٹرل فلیٹننگ ٹیکنالوجی (فلٹرز) کی ضرورت ہوتی ہے۔