Desenvolvimento e caracterizaÃÃo de amplificadores paramÃtricos e de aplificadores e lasers à fibra dopada com TÃlio

AUTOR(ES)

Claudio Floridia

DATA DE PUBLICAÇÃO

2003

RESUMO

Nessa tese estudamos do ponto de vista teÃrico e experimental, dois tipos de amplificadores Ãpticos, os Amplificadores ParamÃtricos de Fibra Ãptica (FOPAs) e os Amplificadores de Fibra Dopada com TÃlio (TDFAs) alÃm de lasers de fibra Ãptica. Nos amplificadores paramÃtricos sinais copropagantes com um feixe intenso de bombeamento sÃo amplificados devido à nÃo linearidade Kerr da fibra ÂÃptica, que transforma fÃtons de bombeamento em fÃtons de sinal por mistura de quatro ondas ocasionada pela modulaÃÃo do ÂÃndice de refraÃÃo da fibra ÂÃptica. O processo, para ocorrer de forma eficiente, requer o casamento de fase entre os fÃtons gerados, o que depende, por sua vez, das propriedades de dispersÃo da fibra. A amplificaÃÃo por fibras dopadas explora a emissÃo estimulada da radiaÃÃo. Nesses sistemas, a fluorescÃncia de Ãons de terras raras, presentes no nÃcleo da fibra, e excitados por um feixe de bombeamento à estimulada durante a propagaÃÃo dos sinais na fibra. Ao contrÃrio dos FOPAs esse mecanismo requer fibras especiais dopadas com esses elementos que tÃm um papel ativo no sistema. Para os FOPAs, abordamos o uso da dispersÃo da velocidade de grupo e sua derivada segunda para projetar um FOPA com bombeamento Ãnico em um Ãnico segmento de fibra com ganho plano e mais largo que os FOPAs usuais. Obtivemos relaÃÃes teÃricas relacionadas com os parÃmetros relevantes da fibra (nÃo linearidade) e do sistema (potÃncias do bombeamento e dos sinais) que permitem a determinaÃÃo do comprimento de fibra Ãtimo e ganho mÃximo nessas condiÃÃes. TambÃm introduzimos um esquema de bombeamento em paralelo, permitindo obter maior largura de banda em futuros sistemas de telecomunicaÃÃes com amplificadores baseados nessa tecnologia. Finalmente caracterizamos experimentalmente o ganho de FOPAs constituÃdos de fibras de dispersÃo deslocada (DSF) e com elevada nÃo linearidade (HNLF). Foi possÃvel obter, com esses experimentos, estimativas do comprimento de onda de dispersÃo nula e da curva de dispersÃo para valores prÃximos do zero de dispersÃo. Abordamos tambÃm os mecanismos de amplificaÃÃo em fibras dopadas com tÃlio com duplo bombeamento em 800 nm e 1050nm com simulaÃÃes teÃricas baseadas nas equaÃÃes de taxa, reproduzindo recentes resultados experimentais do nosso grupo de pesquisas. Ainda explorando fibras dopadas com tÃlio, construÃmos lasers para emissÃo em ~800nm e iii~1470nm com bombeamento em 1050nm e cavidades no espaÃo livre e em anel. Nessa Ãltima, a inserÃÃo de uma Fibra com Grade de Bragg (FBG) permitiu o travamento do comprimento de onda de emissÃo. Esses lasers foram caracterizados, em funÃÃo do tipo de cavidade e da ocupaÃÃo populacional dos nÃveis envolvidos no processo de emissÃo laser

ASSUNTO(S)

amplificadores à fibra dopada com tÃlio fibras Ãpticas fisica amplificadores Ãpticos sistemas de comunicaÃÃes Ãpticas amplificadores paramÃtricos em fibras Ãpticas

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