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Fuente sintonizable de pulsos ultracortos en el infrarrojo mediante propagación no lineal en fibras micro-estructuradas
Ultra-Short pulses tunable source in the infrared through nonlinear propagation in microstructured fibers
Jacob Licea Rodríguez
Raúl Rangel Rojo
Acceso Abierto
Atribución
Pulsos ultracortos,Solitones ópticos,Supercontinuo de luz,Fibras micro-estructuradas
Cuando la luz interacciona con medios materiales, surgen diversos fenómenos ópticos no lineales muy interesantes, los cuales tienen diversas aplicaciones en: sistemas de telecomunicaciones ópticas, espectroscopía no lineal y en tomografía óptica coherente. La propagación de pulsos ultracortos en medios no lineales con dispersión es de sumo interés, en estos medios la luz está sujeta al mismo tiempo a efectos no lineales y dispersivos. El efecto no lineal importante es la auto modulación de fase, la cual conduce a la generación de nuevas componentes espectrales. Bajo las condiciones adecuadas de dispersión de velocidad de grupo, se genera un supercontinuo de luz, el cual es un pulso con un ancho espectral muy grande que puede comprender todo el visible y parte del infrarrojo. El supercontinuo consta en general de varios solitones y de una onda dispersiva. Los solitones son pulsos con un perfil temporal y espectral muy bien definidos y se generan en el régimen de dispersión anómala del medio material, en donde el corrimiento en frecuencias inducido por la dispersión de velocidad de grupo, se compensa progresivamente con el corrimiento inducido por la auto modulación de fase hasta eliminarse por completo. Una aplicación en particular, microscopía por generación de segundo armónico, requiere fuentes de pulsos ultracortos en el infrarrojo cercano(800−1200 nm) para generar imágenes en el visible. En esta tesis se presentan los resultados teóricos y experimentales de la generación del super continuo en fibras micro-estructuradas con longitud de onda de cero dispersión alrededor de 800 nm. Se utilizó un láser de Titanio-zafiro que emite pulsos a 826 nm, con una duración de 88 fs. Se generó el supercontinuo para diferentes potencias promedio de los pulsos incidentes, se filtró la parte solitónica usando un sistema sin dispersión y se caracterizaron los pulsos seleccionados. Este sistema será utilizado como una fuente sintonizable de pulsos ultracortos en el infrarrojo cercano, en el desarrollo de un sistema de microscopía por generación de segundo armónico.
When light interacts with materials, very interesting nonlinear optical phenomena arise, which have several aplications in: optical telecommunications systems, nonlinear spectroscopyandin coherent optical tomography. The propagation of ultra-shortpulses in nonlinear media with dispersion is of great interest, in this media the light is subject to nonlinear and dispersive effects simultaneously. The important nonlinear effect is self-phase modulation, which leads to the generation of new espectral components. Under the appropriate conditions of group velocity dispersion a supercontinuum of light is generated, which is a spectrally broadband pulse that can cover all the visible and infrared region. The supercontinuum consists in general of several optical solitons and a dispersive wave. The optical solitons are pulses that maintain their temporal and spectral shape and they are generated in the anomalous dispersion regime of the material, where the frecuency shift induced by the group velocity dispersion is compensated with the shift induced by self-phase modulation. A particular application, second harmonic generation microscopy, requires near infrared ultra-short pulses sources (800−1200 nm) for generating images in the visible region. In this thesis, we show theorical and experimental supercontinuum generation results using microstructured optical fibers with zero dispersion wavelengths around 800 nm. We used a Titanium-sapphire pulsed laser with 88 fspulse width and an output wavelength of 826 nm. The supercontinuum was generated for dfferents average powers of the input pulses, we selected the solitonic region using a nondispersive system and we characterized the selected pulses. This system constitutes a tunable ultra-short pulse source in the near infrared, which will be used in implementing a second harmonic generation microscopy.
CICESE
2008
Tesis de maestría
Español
Licea Rodríguez, J.2008.Fuente sintonizable de pulsos ultracortos en el infrarrojo mediante propagación no lineal en fibras micro-estructuradas.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 84 pp
ÓPTICA
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