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 .
ASE se produce cuando se bombea un medio de ganancia láser para producir una inversión de población . La retroalimentación del ASE por parte de la cavidad óptica del láser puede producir la operación del láser si se alcanza el umbral del 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. 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 el ASE incoherente; de lo contrario, la excitación del medio de ganancia se agotará por el ASE incoherente en lugar de por la radiación láser coherente deseada . ASE es especialmente problemático en láseres con cavidades ópticas cortas y anchas, como los láseres de disco (espejos activos). [1]
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 el láser, lo que dará como resultado un amplio ancho de banda de emisión debido al ancho de banda del medio de ganancia. Esto da como resultado una coherencia temporal baja , lo que ofrece un ruido 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 . Ejemplos de tales fuentes incluyen diodos superluminiscentes y amplificadores de fibra dopada .
Los ASE en láseres de colorantes orgánicos pulsados pueden tener características espectrales muy amplias (hasta 40 a 50 nm de ancho) y, como tal, presentan un serio desafío en el diseño y operación de láseres de colorantes sintonizables de ancho de línea estrecho. Para suprimir ASE, a favor de la emisión láser pura, los investigadores utilizan varios enfoques, incluidos diseños optimizados de cavidades láser. [2]
Según algunas publicaciones, al escalar la potencia de los láseres de disco , la ganancia de ida y vuelta debería reducirse, [3] lo que significa endurecer [ se necesita aclaración ] de los requisitos sobre la pérdida de fondo. Otros investigadores creen que los láseres de disco existentes funcionan lejos de ese límite y que el aumento de potencia se puede lograr sin modificar los materiales láser existentes. [4]
En 2008, un grupo de la Universidad Estatal de Washington observó fotodegradación reversible o simplemente autocuración en tintes orgánicos como el naranja disperso 11 [5] cuando se dopaban con polímeros. Utilizaron emisión espontánea amplificada como sonda para estudiar las propiedades de autocuración. [6]
En sistemas de láser CPA de alta potencia con una potencia máxima de varios teravatios o petavatios, por ejemplo el sistema láser POLARIS, el ASE limita el contraste de intensidad temporal. Después de la compresión del impulso láser, que durante la amplificación se alarga temporalmente, el ASE genera un pedestal casi continuo que se encuentra en parte antes del impulso láser comprimido. [7] Debido a las altas intensidades dentro del punto focal de hasta 10 ^ 22 W/cm 2, el ASE suele ser suficiente para perturbar significativamente el experimento o incluso hacer imposible la interacción láser-objetivo deseada.