Усиленное спонтанное излучение ( ASE ) или суперлюминесценция – это свет , произведенный спонтанным излучением , который был оптически усилен в процессе вынужденного излучения в усиливающей среде . Это присуще области случайных лазеров .
ASE возникает, когда активная лазерная среда накачивается для создания инверсии населенностей . Обратная связь УСИ оптическим резонатором лазера может привести к работе лазера при достижении порога генерации . Избыток ASE является нежелательным эффектом в лазерах, поскольку он не является когерентным и ограничивает максимальное усиление , которое может быть достигнуто в усиливающей среде. ASE создает серьезные проблемы в любом лазере с высоким коэффициентом усиления и/или большими размерами. В этом случае должен быть предусмотрен механизм для поглощения или извлечения некогерентного УСИ, иначе возбуждение усиливающей среды будет истощаться некогерентным УСИ, а не желаемым.когерентное лазерное излучение . ASE особенно проблематичен в лазерах с короткими и широкими оптическими резонаторами, таких как дисковые лазеры (активные зеркала). [1]
ASE также может быть желательным эффектом, находящим применение в широкополосных источниках света. Если резонатор не имеет оптической обратной связи, генерация будет подавлена, что приведет к широкой полосе излучения из-за ширины полосы усиливающей среды. Это приводит к низкой временной когерентности и уменьшению спекл-шума по сравнению с лазером. Однако пространственная когерентность может быть высокой, что позволяет точно сфокусировать излучение. Эти характеристики делают такие источники полезными для волоконно-оптических систем и оптической когерентной томографии . Примеры таких источников включают суперлюминесцентные диоды и усилители на легированных волокнах .
УСИ в импульсных лазерах на органических красителях может иметь очень широкие спектральные характеристики (до 40-50 нм) и поэтому представляет серьезную проблему при разработке и эксплуатации перестраиваемых лазеров на красителях с узкой шириной линии. Чтобы подавить ASE в пользу чистого лазерного излучения, исследователи используют различные подходы, включая оптимизированные конструкции лазерного резонатора. [2]
Согласно некоторым публикациям, при масштабировании мощности дисковых лазеров должно быть уменьшено двустороннее усиление , [3] что означает ужесточение [ необходимо уточнение ] требования по фоновым потерям. Другие исследователи считают, что существующие дисковые лазеры работают далеко от такого предела, и масштабирование мощности может быть достигнуто без модификации существующих лазерных материалов. [4]
В 2008 году группа из Университета штата Вашингтон наблюдала обратимую фотодеградацию или просто самовосстановление в органических красителях, таких как Disperse Orange 11 [5] , при легировании полимеров. Они использовали усиленное спонтанное излучение в качестве зонда для изучения свойств самовосстановления. [6]