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Estudio del efecto del estado de polarización del bombeo en la emisión de fuentes superluminiscentes de fibra óptica de dos etapas
Study of the effect of the pumping polarization state on the emission of two-stage fiber optic superluminescent sources
ADRIANA ROJAS SANCHEZ
Diana Tentori Santa Cruz
Acceso Abierto
Atribución
Estado de polarización, fuente súper fluorescente, estabilidad de la fuente de luz
Polarization state, superfluorescent source, light source stability
En este trabajo analizamos la influencia del estado de polarización (SOP) del bombeo óptico en la estabilidad de la longitud de onda media de fuentes superluminiscentes de fibra (SFS) de una y dos etapas. Se considera que debido a la birrefringencia residual que tienen las fibras ópticas el estado de polarización del haz de bombeo no permanece fijo, sino que evoluciona a medida que se propaga, excitando subconjuntos de iones de erbio que tienen diferentes orientaciones a lo largo de la fibra. El análisis se realizó midiendo los espectros de emisión espontánea amplificada (ASE) de las SFSs, para diferentes potencias y SOPs lineales de entrada del bombeo óptico. Los resultados obtenidos indican que en general, la emisión ASE depende del SOP del bombeo. Sin embargo, cuando la potencia de bombeo satura la transición láser, la potencia emitida no depende del estado de polarización del bombeo. Para la SFS de una etapa se analizó la influencia del rango espectral, para esto se definieron cuatro bandas espectrales; Banda Ctot (1520-1570 nm), banda C (1530-1560 nm), banda C+(1520-1540 nm) y banda C-(1540-1560 nm). Se demuestra que la estabilidad de la SFS mejora al discriminar uno de los dos picos del espectro de emisión ASE, alcanzando el rendimiento requerido para los sensores de grado inercial. Debido a que es difícil que la SFS logre simultáneamente un ancho de banda amplio, una estabilidad y una potencia de salida alta, construimos una SFS de dos etapas cancelando el efecto de la birrefringencia de los dispositivos de fibra. Se obtuvo que las SFS de dos etapas mejoran su rendimiento en potencia y ancho espectral al utilizar la configuración en contrapropagación. Sin embargo, su estabilidad se deteriora considerablemente.
We analyze the influence of the state of polarization (SOP) of optical pumping on the stability of the medium wavelength of single and two-stage superluminescent fiber sources (SFS). Due to the optical fiber residual birefringence, the polarization state of the pump beam does not remain fixed. It evolves as it propagates, exciting subsets of erbium ions with different anisotropies along the fiber. The analysis was performed by measuring the amplified spontaneous emission (ASE) spectra of the SFS for different powers and SOPs of the input optical pumping. The results obtained indicate that, in general, the ASE emission depends on the SOP of the pumping. However, when the pump power saturates the laser transition, the emitted power does not depend on the polarization state of the pump. For the one-stage SFS, the influence of the spectral range was analyzed using four spectral bands: Ctot band (1520-1570 nm), C band (1530-1560 nm), C+ band (1520-1540 nm), and C- band (1540-1560 nm). We show that the stability of the SFS improves by discriminating one of the two peaks of the ASE emission spectrum, reaching the performance required for inertial-grade sensors. Since it is difficult for SFS to simultaneously achieve wide bandwidth, stability, and high output power, we built a two-stage SFS by canceling the effect of the birefringence of fiber devices. It was obtained that the two-stage SFS improved its performance in power and spectral width when using the backward configuration, but its stability is strongly deteriorated.
CICESE
2022
Tesis de doctorado
Español
Rojas Sánchez, A. 2022. Estudio del efecto del estado de polarización del bombeo en la emisión de fuentes superluminiscentes de fibra óptica de dos etapas. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 117 pp.
FIBRAS ÓPTICAS
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