La emisión espontánea amplificada ( ASE ) o superluminiscencia es luz , producida por emisión espontánea , que ha sido amplificada ópticamente mediante el proceso de emisión estimulada en un medio de ganancia . Es inherente al campo de los láseres aleatorios .
La ASE se produce cuando se bombea un medio de ganancia láser para producir una inversión de población . La retroalimentación de la ASE por la cavidad óptica del láser puede producir el funcionamiento del láser si se alcanza el umbral láser . El exceso de ASE es un efecto no deseado en los láseres, ya que no es coherente y limita la ganancia máxima que se puede lograr en el medio de ganancia. La ASE crea serios problemas en cualquier láser con alta ganancia y/o gran tamaño. En este caso, se debe proporcionar un mecanismo para absorber o extraer la ASE incoherente, de lo contrario, la excitación del medio de ganancia se agotará por la ASE incoherente en lugar de por la radiación láser coherente deseada . La ASE es especialmente problemática en láseres con cavidades ópticas cortas y anchas, como los láseres de disco (espejos activos). [1]
La ASE también puede ser un efecto deseable, que se utiliza en fuentes de luz de banda ancha. Si la cavidad no tiene retroalimentación óptica, se inhibirá la emisión láser, lo que dará como resultado un ancho de banda de emisión amplio debido al ancho de banda del medio de ganancia. Esto da como resultado una coherencia temporal baja, lo que ofrece un ruido de moteado reducido en comparación con un láser. Sin embargo, la coherencia espacial puede ser alta, lo que permite un enfoque preciso de la radiación. Estas características hacen que dichas fuentes sean útiles para sistemas de fibra óptica y tomografía de coherencia óptica . Algunos ejemplos de dichas fuentes incluyen diodos superluminiscentes y amplificadores de fibra dopada .
La ASE en láseres de colorantes orgánicos pulsados puede tener características espectrales muy amplias (hasta 40–50 nm de ancho) y presenta, como tal, un serio desafío en el diseño y operación de láseres de colorantes de ancho de línea estrecho ajustables. Para suprimir la ASE, en favor de la emisión láser pura, los investigadores utilizan varios enfoques, incluidos los diseños de cavidad láser optimizados. [2]
Según algunas publicaciones, en el escalado de potencia de los láseres de disco , la ganancia de ida y vuelta debería reducirse, [3] lo que significa endurecer [ se necesita una aclaración ] el requisito de la pérdida de fondo. Otros investigadores creen que los láseres de disco existentes funcionan lejos de ese límite y que el escalado de potencia se puede lograr sin modificar los materiales láser existentes. [4]
En 2008, un grupo de la Universidad Estatal de Washington observó la fotodegradación reversible o, simplemente, la autocuración en colorantes orgánicos como el naranja disperso 11 [5] cuando se dopaban con polímeros. Utilizaron la emisión espontánea amplificada como sonda para estudiar las propiedades de autocuración. [6]
En sistemas láser CPA de alta potencia con una potencia pico de varios teravatios o petavatios, por ejemplo, el sistema láser POLARIS, el ASE limita el contraste de intensidad temporal. Después de la compresión del pulso láser, que se estira temporalmente durante la amplificación, el ASE provoca un pedestal casi continuo que se encuentra parcialmente ubicado en momentos antes del pulso láser comprimido. [7] Debido a las altas intensidades dentro del punto focal de hasta 10^22 W/cm2 , el ASE es a menudo suficiente para perturbar significativamente el experimento o incluso hacer imposible la interacción deseada entre el láser y el objetivo.