Investigación

 

Estudio experimental sobre la evolución de los efectos no lineales que generan un espectro supercontinuo en fibras de cristal fotónico usando pulsos con duración de ns

 

J. C. Hernández–García^a*, J.M. Estudillo–Ayala^b**, R. Rojas–Laguna^b, O. Pottiez^a, R.I. Mata–Chavez^c, J.M. Delgado–Negrete^b, E. Vargas–Rodríguez^c, y J.A. Andrade–Lucio^b

 

^a Centro de investigaciones en óptica, A.C. Loma del bosque 115, Col. Lomas del Campestre, 37150, León, Guanajuato, México, * e–mail: juancarlos@cio.mx

^b Departamento de electrónica, División de Ingenierías, Campus Irapuato–Salamanca, Universidad de Guanajuato, ** e–mail: julian@salamanca.ugto.mx Carretera Salamanca–Valle de Santiago Km. 3.5+1.8 Comunidad de Palo Blanco, Salamanca, Guanajuato, México.

^c Departamento de Estudios Multidisciplinarios, Sede Yuriria, Universidad de Guanajuato, México.

 

Recibido el 24 de junio de 2011
Aceptado el 17 de octubre de 2011

 

Resumen

Este trabajo presenta el estudio experimental realizado sobre la evolución espectral de un pulso de bombeo propagado dentro de dos distintos tipos de microestructuras con núcleo sólido en fibras de cristal fotónico (PCF, Photonic Crystal Fiber). Nosotros utilizamos como fuente de bombeo un láser Q–Switched Nd:YAG operando en el régimen de pulsos de nanosegundos (6 ns), con una longitud de onda central de 1064 nm, una frecuencia de repetición de 20 Hz y una energía de salida de ~180 mJ. La evolución del espectro de supercontinuo es presentado para un rango de variación de la potencia promedio que se encuentra entre los 0.05 mW – 1.86 mW a la entrada de las PCF, conforme se analiza el ensanchamiento del pulso se explican los fenómenos no lineales que intervienen en el proceso de generación de las nuevas frecuencias que aparecen a la salida de la PCF debido al pulso de bombeo. Un aspecto importante se basa en el desarrollo de un esquema óptico capaz de proporcionar un control adecuado sobre el acoplamiento de luz a la entrada de las PCF, lo cual evita dañar las fibras usadas en el trabajo. Los pulsos generados por el láser Q–SWITCH Nd:YAG son muy intensos, pudiendo afectar la PCF utilizada, debido a esto, el desarrollo del esquema óptico fue primordial para la obtención de los espectros de supercontinuo generados en cada una de las PCF (los cuales cuentan con un ancho espectral de ~705 nm y ~1100 nm, dependiendo del tipo de fibra empleada). Finalmente, en este trabajo se describen las posibles aplicaciones potenciales que pueden implementarse con el tipo de espectro generado en cada fibra estudiada.

Descriptores: Óptica no lineal; fibras de cristal fotónico; fibras ópticas.

 

Abstract

This paper presents the experimental study on the spectral evolution of a pump pulse spread into two different types of microstructures with solid core in photonic crystal fiber (PCF). We use as pumping source a laser Q–Switched Nd: YAG operating in the regime of nanosecond pulses (6 ns) with a central wavelength of 1064 nm, a repetition rate of 20 Hz and an energy of ~ 180 mJ. Supercontinuum spectrum evolution is presented for a range of variation of input power between 0.05 mW to 1.86 mW at the input of the PCF. We analyze the pulse broadening explains the nonlinear phenomena involved in the process generation of new frequencies that appear in the input pulse. An important aspect is based on the development of an optical scheme which is capable of providing adequate control over the coupling of light at the input of the PCF and prevents the damage to the fibers used in this work. As it is known, the pulses generated by the laser Q–SWITCH Nd:YAG are very intense and can damage the PCF used, for this reason, the development of optical scheme was essential to obtain the spectra of supercontinuum generated in each of the PCF (spectra that have with a spectral width of ~ 705 nm and ~ 1100 nm). Finally, this paper describes the possible potential applications that can be implemented with the type of spectrum generated in each fiber.

Keywords: Nonlinear optics; photonic crystal fibers; optical fiber.

 

PACS: 42.65.–k; 42.81–Qb; 42.81.–i.

 

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Agradecimientos

Los autores que participaron en este trabajo, reconocen el soporte económico otorgado por el CONACYT mediante el proyecto numero 93398, DAIP 2010 "Propagacion de Pulsos de Alta Energía en Fibras de Cristal fotonico de núcleo Hueco", así como el apoyo otorgado a J. C. Hernández–García a través de la beca de doctorado con numero 217385.

 

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