Desarrollo y análisis polarimétrico de un espejo de fibra óptica birrefringente utulizado en un láser de fibra óptica

"Los objetivos que se plantean en este trabajo de tesis son los siguientes: -Obtener el espectro de salida y transmitividad del interferómetro Sagnac alrededor de la longitud de onda de 1. 55 µm, que es la longitud de onda en la cual el interferómetro Sagnac se comporta como un espejo, estas mediciones se realizarán en un intervalo de 700 a 1700 nm. -Caracterizar la fibra óptica birrefringente con parámetros tales como; apertura numérica, su número V y el modo en el que se distribuyen sus campos en el interior, y las características propias que la hacen singular como la longitud de repetición, la distribución gaussiana de potencia cuando se hace girar el ángulo de incidencia de la luz. -Obtener de manera experimental el intercambio de energías que se origina en el plano xe y del plano de polarización cuando el lazo de fibra es sometido a torsiones mecánicas, obligando así al vector de campo eléctrico de una onda incidente linealmente polarizada a girar en el interior de la fibra, cuyas componentes se redistribuyen proporcionalmente. Estos resultados serán concluyentes para el interferómetro Sagnac de fibra óptica cuando es sometido a torsiones mecánicas, cambiando sus propiedades interferométricas. Al hacer incidir un rayo de luz en la entrada del Sagnac de fibra, se divide en dos campos que viajan en direcciones opuestas, dentro de la fibra óptica. Estos campos coinciden y se combinan en un punto del trayecto. La longitud del camino óptico recorrido es el mismo para ambos campos, ya que siguen la misma trayectoria pero en direcciones opuestas. Al modificar el índice de refracción se puede lograr que los campos tengan una diferencia de fase y al superponerse se genere un patrón de interferencia de las dos ondas. En el terreno de las comunicaciones esta configuración ha sido probada. Tanto teórica como experimentalmente, y se ha logrado dispositivos de conmutación con los cuales se han multiplexado señales a razón de cientos de Gb/s. Experimentalmente se ha utilizado el interferómetro Sagnac como filtro dentro de un sistema de comunicación de larga distancia y con etapas de amplificación, para esto el espejo se coloca a la salida del amplificador de señales. Los parámetros de entrada, las dimensiones y características del espejo se fijan a ciertos valores para obtener una transmitancia un poco menor al máximo, en una región donde la transmitancia disminuya con la intensidad. Si la energía al pasar por el espejo tiene fluctuaciones de incremento, la transmitividad del espejo disminuye, y viceversa. De manera que se logra obtener la señal amplificada dentro de los limites de los valores deseados. No obstante, su aparente explotación, una de las características del espejo de lazo se ha pasado por alto, son sus características polarimétricas al someter a torsiones el lazo de fibra. La parte principal de este trabajo radica en el estudio teórico y experimental del del ISFO dentro de sus características de polarización. Se verá también que el espectro de salida de los campos dentro del lazo no depende de la intensidad de la señal, sino de las longitudes de onda de excitación. A diferentes longitudes de onda ocurrirán diferentes grados de reflectividad. Una de las aplicaciones del dispositivo en la región no lineal puede ser como espejo dicróico en una fibra láser, y en particular, en láseres y amplificadores Raman con generación de componentes de Stokes de orden alto. La reflectividad del ISFO disminuye con la intensidad, para valores muy pequeños de potencia de la señal de entrada, se han propuesto configuraciones para lograr que la reflectividad aumente con la potencia incidente. Manipulando la parte linea del modelo preciso y conciso del espejo hecho de fibra."