Diseño de trayectoria óptica rectangularláseres pulsados
Descripción general del diseño de la trayectoria óptica
Un láser de fibra dopada con tulio resonante de solitón disipativo de doble longitud de onda con bloqueo de modo pasivo basado en una estructura de espejo de anillo de fibra no lineal.
2. Descripción de la trayectoria óptica
El solitón disipativo resonante de doble longitud de onda dopado con tulioláser de fibraadopta un diseño de estructura de cavidad en forma de “8” (Figura 1).
La parte izquierda corresponde al bucle unidireccional principal, mientras que la parte derecha es una estructura de espejo de bucle de fibra óptica no lineal. El bucle unidireccional izquierdo incluye un divisor de haz, una fibra óptica dopada con tulio de 2,7 m (SM-TDF-10P130-HE) y un acoplador de fibra óptica de banda de 2 μm con un coeficiente de acoplamiento de 90:10. Incorpora un aislador dependiente de la polarización (PDI), dos controladores de polarización (PC) y una fibra de mantenimiento de polarización (PMF) de 0,41 m. La estructura de espejo de anillo de fibra óptica no lineal de la derecha se consigue acoplando la luz del bucle unidireccional izquierdo al espejo de anillo de fibra óptica no lineal de la derecha mediante un acoplador óptico de estructura 2×2 con un coeficiente de 90:10. Esta estructura incluye una fibra óptica de 75 metros de longitud (SMF-28e) y un controlador de polarización. Se utiliza una fibra óptica monomodo de 75 metros para potenciar el efecto no lineal. En este caso, se emplea un acoplador de fibra óptica 90:10 para aumentar la diferencia de fase no lineal entre la propagación en sentido horario y antihorario. La longitud total de esta estructura de doble longitud de onda es de 89,5 metros. En esta configuración experimental, la luz de bombeo pasa primero por un combinador de haces para llegar a la fibra óptica dopada con tulio, el medio de ganancia. Tras la fibra óptica dopada con tulio, se conecta un acoplador 90:10 para hacer circular el 90 % de la energía dentro de la cavidad y enviar el 10 % restante fuera de ella. Simultáneamente, un filtro Lyot birrefringente, compuesto por una fibra óptica de mantenimiento de polarización ubicada entre dos controladores de polarización y un polarizador, se encarga de filtrar las longitudes de onda espectrales.
3. Conocimientos previos
Actualmente, existen dos métodos básicos para aumentar la energía de pulso de los láseres pulsados. Un enfoque consiste en reducir directamente los efectos no lineales, incluyendo la disminución de la potencia pico de los pulsos mediante diversos métodos, como la gestión de la dispersión para pulsos estirados, osciladores chirpeados gigantes y láseres pulsados con división de haz, entre otros. Otro enfoque consiste en buscar nuevos mecanismos que puedan tolerar una mayor acumulación de fase no lineal, como la autosimilitud y los pulsos rectangulares. El método mencionado anteriormente permite amplificar con éxito la energía de pulso del láser.láser pulsadohasta decenas de nanojulios. La resonancia de solitones disipativos (DSR) es un mecanismo de formación de impulsos rectangulares propuesto por primera vez por N. Akhmediev et al. en 2008. La característica de los pulsos de resonancia de solitones disipativos es que, manteniendo la amplitud constante, el ancho de pulso y la energía del pulso rectangular sin división de onda aumentan monótonamente con el incremento de la potencia de bombeo. Esto, en cierta medida, supera la limitación de la teoría tradicional de solitones sobre la energía de un solo pulso. La resonancia de solitones disipativos se puede lograr mediante la construcción de absorción saturada y absorción saturada inversa, como el efecto de rotación de polarización no lineal (NPR) y el efecto de espejo de anillo de fibra no lineal (NOLM). La mayoría de los estudios sobre la generación de pulsos de resonancia de solitones disipativos se basan en estos dos mecanismos de bloqueo de modo.
Fecha de publicación: 9 de octubre de 2025