Orientador: Carlos Henrique de Brito Cruz

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: Apresentamos nesta tese um estudo das aplicações de fibras ópticas dopadas com Érbio em amplificadores e lasers. Como amplificadores, determinamos as características das fibras de forma a apresentarem um melhor desempenho em sistemas de comunicação via fibra óptica. Para tal, concluímos que...

Resumo: Apresentamos nesta tese um estudo das aplicações de fibras ópticas dopadas com Érbio em amplificadores e lasers. Como amplificadores, determinamos as características das fibras de forma a apresentarem um melhor desempenho em sistemas de comunicação via fibra óptica. Para tal, concluímos que as fibras devem possuir um núcleo pequeno e/ou a concentração de Érbio confinada em seu centro, para haver maior superposição entre a região dopada e os feixes de bombeio e sinal. Concluímos também que a concentração de Érbio deve ser pequena para evitar efeitos cooperativos de conversão ascendente de energia que depopulam o nível meta-estável (I13/2), diminuindo a eficiência do bombeio. Como laser, obtivemos a operação CW, à temperatura ambiente. O laser de fibra dopado com Érbio, apesar de operar como um sistema de 3-níveis, apresentou uma baixíssima potência de limiar (~20mW). Isto se deve à sua favorável geometria e À alta intensidade no núcleo. Com uma fibra multimodo obtivemos um laser de fibra com alta potência (~500 mW) que pode ser usado como fonte de bombeio para medidas de óptica não linear. Utilizamos também o laser de fibra para geração de pulsos curtos pela técnica de acoplamento de modos passivos, usando um filme semicondutor de IaGaAs/InP como absorvedor saturável, obtivemos pulsos de 1 ns de duração com potência de pico de ~ 12 W

Abstract: In this work we study the applications of Erbium doped fiber as amplifiers and lasers. As an amplifier, we determined the fiber characteristics which optimize its performance at an optical fiber communication system. We conclude that the fibers should have a small core radius and/or an...

Abstract: In this work we study the applications of Erbium doped fiber as amplifiers and lasers. As an amplifier, we determined the fiber characteristics which optimize its performance at an optical fiber communication system. We conclude that the fibers should have a small core radius and/or an Erbium distribution confined as close as possible the center of the fiber in order to optimize the overlap between the doped region and the light of the pump and signal. We also conclude that the concentration should be low to prevent cooperative upconversion mechanisms that depopulate the meta stable level reducing the pump efficiency. As a laser, we obtained CW operation at room temperature. The Erbium doped fiber laser, despite its operation as a 3-level system, had a very low threshold pimp power (~20 mW). This is due to the favorable geometry and the high intensity in the core region. Using a multimode Erbium doped fiber, we obtained a high power output of ~500 mW. We also obtained passive and active mode locking operation of the Erbium doped fiber laser. In active mode locking, pulses of 80 psec duration with 03,6 W of peak power were obtained. The passive mode locking operation, using a bulk semiconductor as saturable absorber, generated pulses of 1 nsec of duration with peak power of ~12 W