rozprawa doktorska - Wydział Fizyki, Astronomii i Informatyki ...

promieniowanie, które mieści się w paśmie wzmocnienia, będzie zatem wzmacnianew wyniku emisji wymuszonej [119]:, (2.53)gdzie P wej i P wyj to odpowiednio moc na wejściu i wyjściu wzmacniacza, G jestcałkowitym wzmocnieniu przy jednokrotnym przejściu przez obszar wzmacniaczaoptycznego, Γ jest współczynnikiem wypełnienia, g jest współczynnikiem wzmocnieniaośrodka (ang. material gain), przez α oznaczono straty wewnętrzne, a L oznaczadługość ośrodka czynnego.Wraz ze wzrostem mocy sygnału wejściowego może dochodzić do redukcji inwersjiobsadzeń wynikającej z opróżniania pasma przewodnictwa z nośników przez emisjęwymuszoną i spontaniczną, co objawiać się będzie nasyceniem wzmocnienia.Należy zauważyć, że w obszarze ośrodka czynnego fotony emitowane w wynikuspontanicznej rekombinacji elektronów i dziur, mogą wymusić kolejne przejściapromieniste. W takiej sytuacji mówimy o wzmocnionej emisji spontanicznej(ASE - ang. Amplifier Spontaneous Emission). Należy zauważyć, że o ile emisjawymuszona będąca źródłem wzmocnienia zależy od mocy padającego promieniowania,emisja spontaniczna nie zależy od mocy światła na wejściu wzmacniacza. Możnapokazać, że:(2.54)Gdzie B o jest pasmem optycznym emisji spontanicznej, zaś n sp jest współczynnikiememisji spontanicznej:(2.55)Wzmocniona emisja spontaniczna ASE stanowi z jednej strony niepożądane tło, któredodaje się do sygnału użytecznego. Z drugiej zaś strony to właśnie ASE jestczynnikiem inicjującym budowanie się akcji laserowej.W wyniku zdudnień miedzy wzmacnianym sygnałem a tłem emisji spontanicznejpojawią się dodatkowe fluktuacje stanowiące dodatkowy szum w sygnalerejestrowanym przez detektor:48