ऑप्टिकल संचार, फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग और स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसी अत्याधुनिक तकनीकों में, एक विशेष प्रकार का प्रकाश स्रोत एक गुमनाम नायक के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह लेजर की तरह अपनी एकल आवृत्ति और उच्च सुसंगतता के लिए नहीं जाना जाता है, न ही यह एलईडी की तरह सरल और सामान्य है। यह एएसई है
ब्रॉडबैंड लाइट सोर्स (एम्प्लीफाइड स्पॉन्टेनियस एमिशन ब्रॉडबैंड लाइट सोर्स), एक शक्तिशाली उपकरण जो अनोखे तरीके से प्रकाश उत्पन्न करता है।
I. एएसई स्रोत की परिभाषा और मूल सिद्धांत
एएसई प्रकाश स्रोत का मूल "प्रवर्धित स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन" में निहित है। इसे समझने के लिए, हमें पहले दो अवधारणाओं को समझना होगा:
1.स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन: इस प्रकार एक एलईडी प्रकाश उत्सर्जित करता है। जब अर्धचालक में इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर से निम्न स्तर की ओर संक्रमण करते हैं, तो वे यादृच्छिक रूप से और स्वतंत्र रूप से एक फोटॉन उत्सर्जित करते हैं। इन फोटॉनों के अलग-अलग चरण, दिशाएं और तरंग दैर्ध्य होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक स्पेक्ट्रम के साथ गैर-सुसंगत प्रकाश उत्पन्न होता है।
2.उत्तेजित उत्सर्जन: इस प्रकार लेजर प्रकाश उत्सर्जित करता है। एक आने वाला फोटॉन उच्च ऊर्जा स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन को "उत्तेजित" करता है, उसे संक्रमण करने और एक फोटॉन जारी करने के लिए मजबूर करता है जो आने वाले फोटॉन (समान चरण, दिशा और तरंग दैर्ध्य) के समान होता है। यह प्रक्रिया प्रकाश को बढ़ाती है और अत्यधिक सुसंगत प्रकाश उत्पन्न करती है।
प्रवर्धित स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन स्रोत प्रक्रिया बड़ी चतुराई से इन दोनों के बीच बैठती है। यह एक लाभ माध्यम (आमतौर पर एर्बियम - डोप्ड फाइबर ईडीएफए, येटरबियम - डोप्ड फाइबर, आदि) में होती है।
स्टेप 1:सहज उत्सर्जन। जब लाभ माध्यम एक पंप स्रोत (आमतौर पर एक पंप लेजर) द्वारा उत्तेजित होता है, तो इसके भीतर के इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर तक बढ़ जाते हैं। बिना किसी बाहरी उत्तेजना के, ये इलेक्ट्रॉन स्वचालित रूप से निचले स्तरों पर वापस चले जाते हैं, जिससे विभिन्न दिशाओं और तरंग दैर्ध्य के सहज विकिरण फोटॉन उत्पन्न होते हैं।
चरण दो:प्रवर्धन प्रक्रिया। मुख्य बात यह है कि इस लाभ माध्यम को उच्च लाभ के लिए डिज़ाइन किया गया है। ये बेतरतीब ढंग से उत्पन्न स्वतःस्फूर्त फोटॉन सीधे बाहर नहीं निकलते हैं जैसे कि वे एक सामान्य एलईडी में होते हैं। इसके बजाय, जब वे माध्यम से यात्रा करते हैं, तो वे अन्य उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों से उत्तेजित उत्सर्जन को ट्रिगर करने के लिए "बीज" के रूप में कार्य करते हैं, जिससे बड़ी संख्या में अपने समान फोटॉन उत्पन्न होते हैं, जिससे प्रकाश प्रवर्धित होता है।
अंतिम परिणाम:चूंकि प्रारंभिक "बीज" फोटॉन स्वयं तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करते हैं, प्रवर्धित प्रकाश भी एक विस्तृत बैंड को कवर करता है। इस बीच, क्योंकि प्रवर्धन प्रक्रिया में उत्तेजित उत्सर्जन शामिल होता है, इसकी आउटपुट शक्ति सामान्य सहज उत्सर्जन (उदाहरण के लिए, एक एलईडी से) की तुलना में बहुत अधिक होती है। हालाँकि, प्रारंभिक फोटॉन की यादृच्छिकता के कारण, इसकी सुसंगतता लेजर की तुलना में बहुत कम है। अंतिम आउटपुट उच्च{{5}शक्ति, व्यापक{6}स्पेक्ट्रम, कम{7}सुसंगति प्रकाश{{8}की किरण है, यह एएसई ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोत है।
द्वितीय. एएसई स्रोतों की मुख्य विशेषताएं
1.ब्रॉड स्पेक्ट्रम: यह इसकी सबसे प्रमुख विशेषता है। एक विशिष्ट एरबियम -डोप्ड एएसई स्रोत की आउटपुट स्पेक्ट्रम चौड़ाई 30{6}}80एनएम (1550एनएम के आसपास केंद्रित) हो सकती है, जो लेजर की लाइनविड्थ से कहीं अधिक है। यह इसे संपूर्ण C-बैंड या L-बैंड को कवर करने की अनुमति देता है, जिससे यह एक आदर्श मल्टी-चैनल स्रोत बन जाता है।
2. उच्च आउटपुट पावर: प्रवर्धन प्रक्रिया के कारण, एएसई स्रोत की आउटपुट पावर दसियों मिलीवाट या यहां तक कि वाट स्तर तक पहुंच सकती है, जो एलईडी की तुलना में अधिक परिमाण के कई ऑर्डर हैं।
3. कम सुसंगतता: चूंकि प्रकाश कई अलग-अलग तरंग दैर्ध्य का एक प्रवर्धित मिश्रण है, इसलिए इसकी अस्थायी सुसंगतता बहुत कम है। यह विशेषता कई अनुप्रयोगों में एक बड़ा लाभ है।
4. अच्छी ध्रुवीकरण स्वतंत्रता: आमतौर पर, एएसई स्रोत का आउटपुट प्रकाश अध्रुवित होता है या बहुत कम ध्रुवीकरण होता है, जिससे ऑप्टिकल सिस्टम में इसका उपयोग सरल हो जाता है।
तृतीय. एएसई स्रोतों के मुख्य अनुप्रयोग
उनके अद्वितीय गुण उन्हें निम्नलिखित क्षेत्रों में अपरिहार्य बनाते हैं:
1.ऑप्टिकल फाइबर संचार प्रणाली परीक्षण: यह ऑप्टिकल घटकों (जैसे आइसोलेटर्स, सर्कुलेटर्स, वेवलेंथ डिवीजन मल्टीप्लेक्सर्स डब्ल्यूडीएम, ऑप्टिकल स्विच इत्यादि) की वर्णक्रमीय प्रतिक्रिया का परीक्षण करने के लिए एकदम सही उपकरण है। किसी डिवाइस को व्यापक स्पेक्ट्रम प्रकाश से रोशन करके और आउटपुट स्पेक्ट्रम का सीधे विश्लेषण करके, कोई भी पूरे बैंड में डिवाइस के सम्मिलन हानि, बैंडविड्थ और अन्य प्रदर्शन मेट्रिक्स का त्वरित और सटीक मूल्यांकन कर सकता है।
2.फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग सिस्टम: कम -कोहेरेंस इंटरफेरोमेट्री (जैसे फाइबर ऑप्टिक जाइरोस्कोप और ओसीटी ऑप्टिकल कोहेरेंस टोमोग्राफी) पर आधारित सेंसिंग सिस्टम बहुत हद तक एएसई स्रोतों पर निर्भर करते हैं। उनकी कम सुसंगतता बहुत कम ऑप्टिकल पथ अंतरों की सटीक माप की अनुमति देती है, जिसका उपयोग दबाव, तापमान, विरूपण आदि का पता लगाने के लिए किया जाता है, और चिकित्सा इमेजिंग और औद्योगिक निगरानी में महत्वपूर्ण है।
3.ईडीएफए के लिए एक सहायक स्रोत के रूप में: एर्बियम में -डोप्ड फाइबर एम्पलीफायरों (ईडीएफए), एएसई शोर को दबाया जाना चाहिए। इसके विपरीत, हालांकि, एक छोटे एएसई स्रोत का उपयोग ईडीएफए के लाभ स्पेक्ट्रम को समतल करने या अन्य शोर को दबाने के लिए "बीज प्रकाश" के रूप में किया जा सकता है।
4.स्पेक्ट्रोस्कोपी: सामग्री संरचना विश्लेषण के लिए फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड (एफटीआईआर) स्पेक्ट्रोमीटर जैसे उपकरणों के लिए ब्रॉडबैंड स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
निष्कर्ष
एएसई ब्रॉडबैंड प्रकाश स्रोत लेजर या एलईडी का प्रतिस्थापन नहीं है बल्कि एक अत्यधिक विशिष्ट स्रोत है। यह चतुराई से "सहज" उत्सर्जन की व्यापक स्पेक्ट्रम प्रकृति को "उत्तेजित" उत्सर्जन की प्रवर्धित शक्ति के साथ जोड़ता है, उच्च शक्ति, व्यापक स्पेक्ट्रम और कम सुसंगतता के बीच एक सही संतुलन ढूंढता है। यह वास्तव में यह संतुलन है जो इसे आधुनिक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक परीक्षण, सेंसिंग और माप क्षेत्रों में एक अनिवार्य कुंजी उपकरण बनाता है, जो लगातार अत्याधुनिक प्रौद्योगिकियों के विकास को प्रेरित करता है।