I N A O EI N A O EOPTICA NO-LINEAL

COMPRESIÓN DE PULSOS

PRESENTA:

RUBÉN GRAJALES COUTIÑO

18-07-02

CATEDRATICO: CARLOS TREVIÑO PALACIOS

CONTENIDO

INTRODUCCIÓN

COMPRESION DE PULSOS

PAR DE REJILLAS

COMPRESOR DE REJILLA- FIBRA

COMPRESOR EFECTO-SOLITON

CONCLUSIÓN

 

Trabajos que tempranamente se hicieron sobre la compresión de pulsos ópticos se hizo uso de GVD normal y anómala que depende de la técnica a través de que una frecuencia chirp inicial . En el caso de pulsos chirp negativamente, se transmitieron los pulsos a través de líquidos o gases para experimentar GVD normal. En el caso de pulsos chirp positivamente, un par de rejillas fue encontrado para ser muy conveniente para proporcionar GVD anómala. En estos experimentos de compresiones de pulsos de el uso de cualquier no linealidad no hizo los efectos ópticos. Aunque el uso de procesos no lineales de SPM para la compresión de pulso se sugirió en 1969, el trabajo experimental en la condensación del pulso basado-SPM sólo fue durante años de los ochenta cuando el uso de fibras de silicio monomodo como los medios de comunicación no lineal se difundió. Ha llevado a la producción de pulsos ópticos tan corto como 6 fs a una longitud de onda de 620 m y factores de compresión tan grandes como 5000 a una longitud de onda de 1.32 m. Tales adelantos sólo eran posibles a través de una comprensión de evolución del pulso en las fibras ópticas y optimización de parámetros de fibra con la ayuda de simulaciones numéricas.   Los compresores del pulso basados en los efectos no lineales en las fibras ópticas pueden ser clasificados en dos categorías grandes, referidas aquí como los compresores de rejilla-fibra y compresores de efecto-soliton. En un compresor de rejila-fibra el pulso se propaga en el régimen de dispersión-normal de la fibra y entonces comprime usando un par de rejillas externamente. El papel de la fibra es imponer un chirp casi lineal, positivo en el pulso a través de un efecto combinado de SPM y GVD. El par de rejillas proporcionan que GVD anómalo requiriera la compresión de pulsos chirp positivamente . El compresor del efecto-soliton, por el contraste, consiste en sólo un pedazo de fibra cuya longitud es adecuadamente seleccionada.  

INTRODUCCIÓN

PAR DE REJILLAS  

En el visible y regiones cerca del infrarrojo (1.3m) el compresor de rejilla-fibra normalmente se usa para la compresión del pulso. El papel del par de rejillas es proporcionar GVD anómala a pulsos ópticos que adquieren un chirp positivo durante su propagación a través de la fibra.

   

Fig. 1 Ilustración esquemática de la geometría y notación del par de rejillas

. El pulso incide en una rejilla del par de rejillas paralelas. Componentes de frecuencia diferentes asociados con el pulso son difractados en los ángulos ligeramente diferentes. Como resultado, ellos experimentan el retraso de tiempo diferentes durante su pasada a través del par de rejillas. resulta que los componentes movidos-azul llegan antes que los componentes movidos-rojo. En un pulso chirped positivamente movido-azul los componentes ocurren en el borde rastreado del pulso casi considerando que el borde de ataque consiste en los componentes movidos-rojo. Así, el borde rastreado alcanza el borde de ataque durante la pasada del pulso a través del par de rejillas, y el pulso está comprimido.

El retraso de tiempo se da por : 

d

d

C

lt cd

)()(

La longitud del camino puede obtenerse a partir de la Fig.1 usando los argumentos geométricos simples y puede encontrarse por:  

)cos(

)cos(1)( 021

r

irdlll

Para el análisis de rejilla de fibra, la cantidad de interés es el cambio de la fase adquirido por la componente espectral a la frecuencia w. es útil extenderlo sobre la frecuencia central asociado con el pulso y se escribe en la forma: 

...)()()()( 02

000 ccc bat

Donde es una constante, es un retraso constante, y tienen en cuenta Los efectos de GVD asociados con el par de rejillas. Estos parámetros pueden ser obtenidos usando las ecuaciones 1 y 4 y expandiendo en una serie de Taylor. El resultado es :

0ct ca cb

)(l

0223

0

0

cos

4

r

c

cba

044

0

00

cos

)sinsin1(4

r

ric

cbb

COMPRESORES DE REJILLA-FIBRA   

El progreso experimental hizo obtener pulsos ultracortos en el visible regiones del cerca del infrarrojo. Subsecuentemente las fibras de silicio convencional sólo proporcionan GVD positivo a las longitudes de onda , los compresores tienen que se utilizados a las longitudes de onda de aproximadamente 1.32.

3.1 m

m

  

Esquema de un compresor de rejilla-fibra en la configuración de doble paso

muestra un compresor de rjilla-fibra esquemáticamente en la configuración del doble-paso. El pulso de la entrada se acopla en una polarización de la fibra de solo un modo conservando a través donde experimenta un GVD anómala (o negativo) y se comprime. El pulso se envía atrás a través del par de rejilla en su sección cruzada original. El espejo M1 se inclina para separar el haz saliente del haz ligeramente entrante. Como resultado, el pulso comprimido está físicamente separado del pulso de la entrada.. El espejo M2 desvía el pulso comprimido entonces fuera del compresor sin introducir cualquier pérdida adicional.

COMPRESORES DE EFECTO - SOLITON 

Los pulsos ópticos a longitudes de onda que generalmente exceden 1.3m experimentan SPM y GVD anómala durante su propagación en fibras de sílicio. Tal fibra puede actuar como un compresor solo sin la necesidad de un par de rejillas externa. El mecanismo de compresión se relaciona a una propiedad fundamental del soliton del orden superior. Estos solitones siguen un modelo de la evolución periódica tal que ellos pasan al principio por una fase del estrechamiento inicial de cada periodo (ver Fig. 3). Por una opción apropiada de la longitud de fibra, los pulsos de la entrada pueden comprimirse por un factor que depende del orden del soliton N. Tal compresor es llamado el compresor de efecto-soliton.

  

Evolución temporal en un siliton para un periodo de tercer orden  

 

CONCLUSIÓN   

Una aplicación importante de los efectos no lineales se efectúa en las fibras ópticas donde ocurre en el campo la compresión del pulso óptico, dónde éste es tan corto como 6 fs, han sido producidos por un control cuidadoso de no linealidades y efectos dispersivos que ocurren simultáneamente dentro de una fibra.  La técnica de compresión de pulso llamada compresor de rejilla-fibra usa una fibra con la dispersión de velocidad de grupo normal (GVD) .   El compresor de efecto-soliton hace el uso de solitones de orden superior apoyada por la fibra como resultado de una interacción entre la modulación de la misma fase (SPM) y GVD anómala. En un experimento los pulsos ópticos han estado comprimidos por un factor de 5000 que usa una técnica de compresión de dos-fase en que un compresor de rejilla-fibra se sigue por un compresor de soliton.