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Efecto del control de la birrefringencia de la cavidad de un láser de anillo de fibra dopada con erbio sobre su sintonización espectral
Effect of the birefringence control of the cavity of an erbium-doped fiber ring laser on its spectral tuning
Alejandro Camarena Rodriguez
DIANA TENTORI SANTA CRUZ
Acceso Abierto
Atribución
Láser
En la actualidad, los láseres de fibra óptica son un tema amplio de investigación debido a sus aplicaciones: procesamiento de materiales, telecomunicaciones, medicina y militares. Un problema común a este tipo de láseres es originado por la birrefringencia de la fibra, la cual genera inestabilidad en la emisión láser. Al respecto, en este  trabajo se estudiaron los efectos que tiene la birrefringencia de la cavidad en la estabilidad en potencia y longitud de onda en un láser de fibra óptica. El láser estudiado tiene una cavidad de anillo y se construyó con fibra monomodo de vidrio de sílice dopada con erbio (se usaron dos tipos distintos de fibras comerciales).  Para mejorar la estabilidad de operación del láser, primeramente se caracterizó la birrefringencia de cada una de las componentes del arreglo en el láser de anillo de fibra dopada con erbio usando un sistema polarimétrico semiautomático. Dicho arreglo permitió verificar que utilizando bobinados helicoidales dobles en el multiplexor de bombeo y en la fibra dopada con erbio es posible cancelar, en cada uno de ellos, el efecto de la birrefringencia sobre la luz que viaja a través de ellos. Utilizando estos dispositivos modificados se estudió bajo qué condiciones los bobinados helicoidales permiten controlar la evolución de la polarización en la cavidad resonante y se evalúo el efecto que tienen sobre la selectividad espectral en la emisión láser. El análisis teórico de los resultados medidos permitió establecer la necesidad de añadir a la cavidad un polarizador lineal a la salida con el fin de restaurar el estado de polarización que reingresa en el siguiente ciclo y alcanzar la estabilidad en potencia y longitud de onda deseadas. Se presentan y analizan los resultados obtenidos.
At present, fiber laser applications in diverse fields such as: materials processing, telecommunications, medicine and military, have positioned fiber laser optics as a very important research topic. A problem common to this type of lasers is the birefringence of single-mode fibers which generates instability in the laser emission. In this work, we analyzed the effect of the birefringence of the laser cavity on the power and wavelength stability of the fiber laser. The lasers studied had ring cavities and were built with singlemode erbium doped silica fibers (two different types of commercial fibers were used). To improve the operation stability of the laser, we characterized at first the birefringence of each fiber device used to build the ring cavity using a semiautomatic polarimetric system. This optical setup allowed the verification of the cancelation of the birefringence effect on each device (pump multiplexer, isolator) using double helical coils. A double helical structure was also used to cancel the birefringence effect of the erbium doped fiber on the light traveling through it. Using these modified devices and the helically wound laser fiber, the conditions under which these helical coils allowed the control of the evolution of the polarization in the cavity were investigated. The criterion used was the stabilization of the spectral laser emission (wavelength and power). The theoretical analysis of the ring cavity birefringence and the experimental results allowed to establish the need to add inside the cavity, close to its exit, a linear polarizer, to restore the polarization state reentering in the next cycle, and reach the desired stability in power and wavelength. The experimental and theoretical results obtained are presented and discussed.
CICESE
2015
Tesis de maestría
Español
Camarena Rodriguez, A. 2015.Efecto del control de la birrefringencia de la cavidad de un láser de anillo de fibra dopada con erbio sobre su sintonización espectral.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 82 pp
ÓPTICA
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