Láseres de fibra de doble revestimiento dopada con Yb: dispositivos de bombeo y emisión a tres niveles

Calles Arriaga, Carlos Adrián (2009) Láseres de fibra de doble revestimiento dopada con Yb: dispositivos de bombeo y emisión a tres niveles. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

Vista previa

Texto 1020165951.pdf - Versión provisional Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (4MB) | Vista previa

Resumen

En esta tesis se reportan los avances en dispositivos para láseres de fibra dopada con tierras raras, especialmente para dopantes de Yb3+ en esquema de tres niveles. Entre los dispositivos investigados se encuentran: dispositivos de bombeo óptico, filtros basados en el efecto de interferencia multimodo y rejillas de Bragg aperiódicas con alta reflectividad alrededor de 980 nm. Uno de los factores más importantes que repercuten en la eficiencia de los láseres de fibra son los dispositivos de bombeo óptico. En la actualidad, dado el interés en el área de telecomunicaciones, se han desarrollado dispositivos para láseres y amplificadores totalmente de fibra, los cuales presentan altas eficiencias de acoplamiento. Sin embargo, estos dispositivos no son útiles para su aplicación en altas potencias. En esta área predominan los dispositivos de espacio libre. En este trabajo se propone y estudia un nuevo dispositivo de bombeo óptico de espacio libre diseñado para escalamiento de potencia en láseres de fibra óptica. Este dispositivo esta basado en un espejo paraboloidal mediante el cual es posible acoplar señales de varios diodos láser simultáneamente. Este sistema de bombeo novedoso no presenta aberraciones esféricas, además de estar libre de coma y astigmatismo. Los resultados experimentales muestran eficiencias de acoplamiento mayores a 70 % para tres diodos de bombeo operando simultáneamente. Este esquema resulta útil para escalamiento de potencias en láseres de fibra, especialmente para fibras dopadas con Yb las cuales pueden emitir mayores potencias. El láser de fibra dopada con ión Iterbio (Yb) ha sido ampliamente estudiado y generado gran interés por sus características de alta eficiencia, su capacidad para trabajar a altas potencias y su amplio rango de sintonización. El láser de Yb emite principalmente en un esquema de cuatro niveles alrededor de 1030 nm donde su aplicación principal es en el procesamiento de materiales. Este láser también puede funcionar en esquema de tres niveles con emisión alrededor de 980 nm, con lo cual se abre una nueva ventana de aplicaciones por ejemplo, en telecomunicaciones como dispositivo de bombeo para amplificadores de fibra dopada con Er, sin embargo, por las dificultades que se presentan debido a la competencia entre señales esta emisión ha sido menos estudiada. En este trabajo se propone un nuevo esquema para láser de fibra dopada con ión Yb a tres niveles. En este esquema se utiliza el efecto de interferencia multi-modo para filtrar la señal de cuatro niveles y con esto ayudar a la amplificación de la señal deseada. Otra manera de propiciar la generación del láser de fibra de Yb a 980 nm es mediante rejillas de Bragg. Las rejillas funcionan como resonadores ópticos para longitudes de onda específicas. En este trabajo se realiza el diseño de rejillas aperiódicas especiales para láseres de fibra dopada con Yb3+ a 3 niveles. Los resultados muestran alta reflectividad (mayor a 95%) para un rango de 10 nm a la longitud de onda deseada (de 975 a 985 nm), mientras que la transmisión es alta para las demás longitudes de onda. Además se propone un esquema para la aplicación de estas rejillas en un láser de fibra.

Actions (login required)

Ver elemento