Transformación óptica de pulsos más allá del rompimiento de onda óptico: estudio de la conformación pasiva de pulsos en fibras ópticas

Abstract

En el presente trabajo de investigación, iniciamos con el estudio de la dispersión cromática en fibras microestructuradas, primero proponemos parámetros específicos en las fibras, los cuales nos ayudan a obtener dispersión normal, dispersión anómala y dispersiones ultraplanas, en rangos amplios de longitudes de onda. Esto con el fin de tener un control sobre el tipo de dispersión a usar de acuerdo a la aplicación que sea requerida. Por ejemplo, nosotros necesitamos dispersión normal para la conformación de pulsos o dispersión cercana al punto de cero dispersión, para la generación de supercontinuo más suave y de amplio espectro. Los detalles del estudio de la dispersión, se estudian en el capítulo 2 y 3 de la presente tesis. La segunda etapa de la investigación consistió en el uso y estudio de las fibras propuestas para el control de los fenómenos no lineales producidos por la interacción de la luz de alta intensidad (pulsos ultracortos) con la materia (fibras ópticas microestructuradas). En esta sección se estudió la generación de supercontinuo, así como la compresión y conformación de pulsos ultracortos de manera simulada (numérica). Las condiciones específicas de los parámetros de dispersión, para la manipulación a favor de los diferentes fenómenos no lineales que rigen dichas aplicaciones se detallan en el capítulo 4 de la presente tesis. Finalmente en la última etapa de la investigación, se detalla el arreglo experimental llevado a cabo para la caracterización del pulso, en este caso para un láser de titanio-zafiro con pulso en el orden de 100 fs y frecuencia de repetición de 80 MHz. Una vez implementada correctamente la técnica FROG (frequency-resolved optical gating) se caracterizó el pulso inicial directamente del láser y enseguida el pulso a la salida, después de pasar por los diferentes elementos ópticos usados para el acoplamiento en la fibra. La parte final, se llevó a cabo acoplando el pulso a la fibra óptica y midiéndolo al pasar por diferentes longitudes de fibra, en este caso solo se usó fibra convencional monomodo, mostrando los resultados en el capítulo 5.