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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/464| Dinámica de láseres sintonizables en longitud de onda con una cavidad de fibra óptica larga Dynamics of tunable lasers in wavelength with a long fiber optics cavity | |
| José Luis Zamorano Flores | |
| Mikhail Shlyagin | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Láser,Fibra óptica,Autopulsado | |
| Los láseres de fibra óptica han tenido gran impacto sobre la tecnología y la ciencia actual. Han incursionado en cada uno de las ramas del quehacer humano, por ejemplo en sistemas de telecomunicación y en sistemas de sensores de fibra óptica. Los láseres de fibra óptica dopada con erbio son muy susceptibles de entrar en un régimen de autopulsado con frecuencias de kHz, aun, cuando se utilice bombeo no modulado. Este hecho resulta perjudicial en aplicaciones, tales como, los sistemas de sensores de fibra óptica. En este trabajo se presenta un estudio experimental sobre la dinámica de un láser con cavidad de anillo y sintonizable en longitud de onda con un filtro Fabry-Perot dentro de la cavidad. Se estudió el funcionamiento del láser cuando éste se opera con bombeo continuo, con bombeo modulado y con modulación de longitud de onda. Los experimentos se realizaron con dos longitudes de cavidad, 25m y 125m. Se encontró que la causa principal del autopulsado es el ruido en el bombeo. Se observó que los pulsos de salida tienen duración de microsegundos y frecuencia concordante con las oscilaciones de relajación de (kHz). Los pulsos se pueden enganchar a una señal de modulación del bombeo, haciéndolos más regulares, tanto en periodicidad como en amplitud. Los pulsos de salida también se pueden enganchar a una señal de modulación de la longitud de onda. Un resultado importante de este trabajo es la observación de un régimen de amarre de modos, que aparece a la salida del láser en forma de un tren de pulsos cortos con duración de nanosegundos y frecuencia de 1.6 MHz, la cual, es concordante con la frecuencia de batimiento de modos para la cavidad de 125m. También se encontraron condiciones en las que la cavidad de 125m puede entrar en un régimen de amarre de modos. Se encontraron tres velocidades de sintonización de longitud de onda para las cuales fue posible observar el amarre de modos. En algunos regimenes de funcionamiento del láser es posible observar la asimetría de la dinámica de salida, que aparece al barrer la longitud de onda en sentido descendente y ascendente. En el caso de la cavidad de 125m, cuando se barre descendentemente, los pulsos de salida tienen frecuencias de unos kHz (concordantes con las oscilaciones de relajación) y anchos de pulso de microsegundos; y cuando el barrido es ascendente, la salida consiste en oscilaciones cuya frecuencia es igual a 1.6MHz con duración de nanosegundos. Se proponen mecanismos que permiten explicar los efectos observados en la dinámica del láser sintonizable en longitud de onda. Fiber lasers have great impact on technology and science today. Have entered each of the activities of human job, for example in telecommunications systems and systems of fiber optic sensors. Lasers based on optical fibers doped with Erbium are very susceptible to cavity perturbations and can easily enter a self-pulsing operation in a KHz frequency range, even when an un-modulated pump is used. This self-pulsing regime is detrimental for many applications such as fiber optic sensors. This thesis presents an experimental study on the dynamics of a fiber-optic ring cavity laser with a Fabry-Perot filter incorporated inside the cavity for wavelength tuning. We studied the operation of the laser using continuous pump mode and modulated pump mode, as well as with modulation of the resonant wavelength of the Fabry-Perot filter. The experiments were performed with two cavity lengths, 25m and 125m. It was found that the main cause of the self-pulsing is a residual noise of the un-modulated pump laser. It was observed that the output pulses have duration of microseconds and frequency consistent with the relaxation oscillations (KHz range). When the laser is modulated, the pulses can be locked to the pump or wavelength modulation signal, making them more regular in both the timing and the amplitude. An important result of this work is observation of the mode locking during the laser wavelength tuning. At the laser output, the mode locking manifests itself as appearance of short pulses with a nanosecond duration and with the repetition frequency equal to the axial mode spacing frequency which was of 1.6 MHz for the cavity length of 125m. Three different velocities of wavelength tuning were found for which it was possible to observe the laser mode locking. In some regimes of the laser wavelength tuning when a triangular form of the modulation signal was used, a strong asymmetry of the laser dynamics for up and down directions of wavelength sweeping was observed. For cavity length of 125m, the output pulses have repetition frequency of a few kHz (consistent with the relaxation oscillations) and the pulse duration of microseconds for downward wavelength sweeping, while for upstream sweeping, the impulse duration was 10 nanoseconds and the repetition frequency of 1.6 MHz. Possible mechanisms capable to explain the observed effects on the dynamics of the tunable laser are proposed and discussed. | |
| CICESE | |
| 2011 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Zamorano Flores, J.L.2011.Dinámica de láseres sintonizables en longitud de onda con una cavidad de fibra óptica larga.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 101 pp | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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