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Láser aleatorio de fibra óptica
Random fiber laser
Noemí Lizárraga Osuna
Elena Tchaikina Kolesnikova
Acceso Abierto
Atribución
Láser aleatorio,Fibra óptica,Rejillas de Bragg aleatorias
Se presenta un estudio experimental en donde se grabaron series de rejillas de Bragg distribuidas aleatoriamente entre sí. El arreglo de rejillas fue implementado como el sistema de retroalimentación para láseres de fibra óptica tipo DBR y DFB, generando acción láser en el rango espectral de 1534-1536 nm. Para el láser de fibra óptica tipo DBR, la serie de rejillas fueron grabadas en una fibra óptica de germanio no activa y posteriormente fueron implementadas como espejos desordenados en ambos extremos de una fibra óptica dopada con erbio de dos metros de longitud. La combinación de diferentes series permitió obtener láseres DBR con diferentes características de emisión y en tal caso se puede diseñar un láser de fibra óptica que trabaje a un solo modo de emisión. En el caso de los láseres de fibra óptica DFB, la serie de rejillas fue grabada en una fibra óptica activa codopada con Er/Ge. La serie de rejillas implementada formó cavidades a lo largo del núcleo de la fibra, cada una con un alto factor de calidad. A diferencia de los láseres aleatorios reportados en la literatura, la configuración considerada no tiene ninguna resonancia a la longitud de onda del bombeo, lo que permite que el bombeo sea eficiente y uniforme para todos los modos longitudinales. Se observó experimentalmente una fuerte inestabilidad temporal del espectro de emisión del láser dependiente del nivel de bombeo, así como también se observ´o que la potencia relativa de los picos del espectro de emisión varió entre las diferentes líneas generadas, mientras que sus posiciones espectrales permanecieron fijas. En ambos láseres se estudió la emisión láser, número de modos y eficiencia láser; todos ellos en función de la potencia de bombeo y el número de rejillas. Las frecuencias de emisión son determinadas exclusivamente por una realización particular del desorden de la serie de rejillas de Bragg aleatorias, debido a que el espectro láser proporciona una “huella digital” de la fuente, este tipo de láseres podrían ser aplicados en sistemas de comunicaciones seguros.
Arrays of randomly distributed fiber Bragg gratings were realized experimentally and for the first time utilized as feedback elements in the DBR and DFB fiber lasers generating in the 1534-1536 nm wavelength range. In the former arrangement, the Bragg gratings recorded in a passive Ge-sensitized optical fiber were butted to an active 2 m long Er-doped optical fiber. This configuration of two random Bragg mirrors at the ends of a piece of an optically pumped fiber has allowed us to design a single frequency fiber laser. In the latter case of a DFB laser, sets of randomly distributed Bragg gratings were fabricated directly in an active Er/Ge co-doped single mode fiber. Such random Bragg grating arrays formed complex, high quality factor cavities inside the active fiber element. Unlike other random lasers reported in the literature, the configuration under consideration does not have any resonance at the pumping wavelength, which permits efficient and spatially uniform pumping for all longitudinal modes. Strong instability of the emission spectra of the laser depending on the pump level and time was observed experimentally. While the relative power of the emission spectral peaks varies among the different lines, the spectral positions of the generated lines remain fixed. In both implementations of the random fiber lasers the dependencies of the laser output on the pump power and the generated mode number were investigated. Due to the simplicity of fabrication and the possibility of specifying the bandwidth, these fiber lasers can be used as active elements in different photonic devices or circuits. In particular, since the generated frequencies are determined by the particular realization of the Bragg grating disorder, and the lasing spectrum provides a unique ”fingerprint” of the source, these lasers are promising for applications in secure communication systems.
CICESE
2010
Tesis de doctorado
Español
Lizárraga Osuna, N.2010.Láser aleatorio de fibra óptica.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.109 pp.
ÓPTICA
Aparece en las colecciones: Tesis - Óptica

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