Laser de fibra dopada com érbio multifuncional
Abstract
This work shows an Erbium doped-fiber Laser with many frequencies and many
operation regimes based on integration of two paired arrayed waveguide gratings
(AWGs) into a ring cavity. The AWGs are highlighted, since 2000, as key technology
for multifrequencies lasers for optical communications, spectroscopy, image, astronomy
and others applications. Fundamentally, gratings work splitting waveguide signal and
since insertion in the cavity they allow simultaneous operating of tens of wavelength.
We explore each one of these wavelength withing Erbium gain region, doing channels
in different regimes of operation. These regimes may be continuous or pulsed. The
advantage is that each channel may be modulated independently. Simultaneous
operation with high repetition rates at 10 and 40 GHz were demonstrated, as continuous
wave. The laser is stable, versatile and multifunctional. It is possible that more
operating regimes, as passive mode-locking, be explored. We showed by this work
efficient way to passive mode-locking by carbon nanotubes as saturable absorbers.
Soon, the passive mode-locking is a potential regime for the demonstrated laser. As the
new bi-dimensional materials, that look efficient for passive mode-locking and in the
future, hybrid mode-locking, as graphene and black phosphor.
Summary
Esta tese trata de demonstrar um Laser de fibra dopada com Érbio com múltiplas
frequências e múltiplos regimes de operação simultâneos baseados na integração de
duas grades de difração pareadas (Arrayed Waveguide Gratings, AWGs) dentro de uma
cavidade de laser de fibra. As AWGs são apontadas, desde o ano 2000, como tecnologia
fundamental em lasers de múltiplas frequencias para as comunicações ópticas, para
espectroscopia, imageamento, astronomia, e outras aplicações. Fundamentalmente, as
grades funcionam como divisores do sinal óptico e quando inseridas dentro da cavidade
de um laser de fibra permitem a operação simultânea de dezenas de comprimentos de
onda. Neste trabalho, exploramos cada comprimento de onda, dentro da região de ganho
do Érbio, com um regime de operação diferente. Esse regime pode ser pulsado ou
contínuo. A vantagem do laser apresentado é que cada comprimento de onda é um canal
que pode ser modulado de forma independente. Pôde-se demonstrar operação
simultânea com regimes a altas taxas de repetição como 10 GHz e 40 GHz, assim como
CW. O laser é estável, versátil e multifuncional. É possível que mais regimes de
operação, como o regime de acoplamento de modos passivo sejam explorados.
Mostramos ao longo deste trabalho maneiras eficientes de acoplar modos passivamente,
utilizando nanotubos de carbono como absorvedores saturáveis, logo a técnica de
acoplamento de modos passivo é um dos regimes em potencial para este laser. Assim
como, o uso de novos materiais bidimensionais, que se mostram eficientes para o
acoplamento de modos passivo e futuramente híbrido, como o grafeno e o fósforo
negro.
CNPq Area
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Citation
DEMORI, Cláudia Barros dos Santos. Laser de fibra dopada com érbio multifuncional. 2015. 83 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2015.