光ファイバ通信用広帯域光源

7月 9, 2022
6:24 am

広帯域光源（BLS）は、単色光源とは対照的に、広範囲の波長にわたる光を生成します。これらの光源は、ダイオード励起エルビウム添加光ファイバーの自然放出光の増加を利用しています。広帯域光源は、多様な波長の光を出力するため、特に有用です。

タングステンハロゲンランプは、通常、安定した直流電源で駆動され、近赤外分光法で用いられる最も一般的な広帯域光源です。この光源は長寿命で、近赤外域で高いエネルギーを供給します。ハロゲンはタングステン蒸気をフィラメントに戻す役割を果たします。広帯域光源は、コヒーレントでほぼ単色の出力を生成するレーザーに置き換えられることがよくあります。

このブログでは、光ファイバー通信の主要な側面と、広帯域光源が光ファイバー通信にどのように役立つかについて説明します。

光ファイバー通信とは何ですか?

光ファイバー通信は、その名の通り、光ファイバーを用いてデータや信号を送受信するブロードバンド接続の一種です。多くの場合、ガラスケーブルやプラスチックケーブルが用いられ、従来の銅線ケーブルの速度の遅さと伝送距離の制限といった問題を解決します。この通信方式を用いることで、音声、映像、テレメトリデータなどを、ローカルエリアネットワーク上だけでなく長距離間でも転送できます。

これらのブロードバンド光源は、ほとんどのシステムでは半導体レーザーダイオードまたはレーザーダイオードが一般的です。その他の特徴は他のブロードバンド接続と変わりませんが、光ファイバーブロードバンドが競合他社と一線を画すのは、その高速性です。

光ファイバー通信に広帯域光源が好まれるのはなぜですか?

前述の通り、インターネットをスムーズに利用するためには、低速接続よりも高速接続の方が常に有利です。これは光ファイバー通信によって実現できることは明らかです。光ファイバーが他のブロードバンド光源よりも優れている理由をいくつか挙げます。

光ファイバーが提供する高速でシームレスなインターネット接続は、自宅で仕事をし、インターネットを主な情報源として頼りにしているプロフェッショナルにとって、かけがえのない存在となるでしょう。

光ファイバーリンクがより長い距離にわたって、より高いデータレートで機能する必要がある場合など、より高いレベルのパフォーマンスが必要な場合は、ブロードバンド光源が使用されます。

広帯域光源の指向的な出力により、光ファイバーケーブルへの光伝送効率が大幅に向上します。

住宅地、ショッピングモール、レストラン、企業のオフィス、企業など、複数のデバイスでインターネット接続を共有する可能性が高い環境では、光ファイバーによって提供される高速で安全なインターネット接続は常にプラスポイントとなります。

広帯域光源の直接変調は一般的です。これは、データを光信号に変換する直接的かつ効率的な方法です。

広帯域光源はコヒーレント光を生成するため、スペクトル帯域幅が限られています。そのため、BLSははるかに高速なデータ転送を可能にします。

さまざまな産業における広帯域光源の応用：

分光法：紫外線分光法は、様々な科学分野で広く用いられている手法です。薬物検出、飲料業界における品質管理、化学研究など、その例は数多くあります。この手法を用いて、物質が吸収または透過する紫外線または可視光の波長の数を測定します。この手法は、広帯域光源を用いて実現されました。

法医学捜査：事件を解決し、結論を出すためには、現場における血液、精液、唾液、尿といった生物学的証拠の特定が重要です。しかし、この作業は困難であり、標準的な照明では完了できません。そのため、広帯域光源などの特殊な光源、あるいは独自仕様の光源が必要となります。

光ポンピング：光ポンピングでは、広帯域光源がしばしば利用されます。ここでの光ポンピングとは、光エネルギーを用いて系内の原子をあるエネルギー準位から別のエネルギー準位へ移動させることを指します。準位間の遷移を引き起こすために、広帯域または広帯域スペクトルが一般的に用いられます。

生体医学画像：内視鏡は光ファイバーを用いて体の内部の画像を生成します。医師は光ファイバーの束を体内に挿入することができます。これにより、医師は体の内部を鮮明に観察することができ、内視鏡手術を容易にするだけでなく、がんなどの疾患の検出にも役立ちます。

光ファイバーセンシング:光ファイバーセンシングでは、光ファイバーがセンサーとして使用され、歪み、温度、圧力などのパラメータを監視します。