Fontes de alta potência em fibra óptica

Abstract

Nos últimos 25 anos, o estudo das propriedades das fibras dopadas com terras raras activas levou ao aparecimento de uma nova área da óptica, as Fontes em Fibra Óptica. A intensa actividade desenvolvida resultou num elevado número de avanços tecnológicos importantes não só do ponto de vista da investigação fundamental mas também das suas aplicações. A comercialização em larga escala destes dispositivos para outras aplicações que não as telecomunicações tem sido limitada, essencialmente, por questões relacionadas com a potência emitida. O trabalho desenvolvido nesta dissertação pretende responder a esta limitação e é portanto dedicada ao tema das Fontes de Alta Potência em Fibra Óptica.Neste contexto, é apresentada uma técnica inovadora, baseada na optimização do nível e do perfil de distribuição espacial dos iões activos no núcleo de fibras multimodo, para fontes de alta potência e distribuição espacial transversal monomodo. Na sua primeira aplicação, é demonstrada uma fonte superluminescente, numa configuração de dupla passagem. A elevada capacidade de armazenamento de energia destas fibras, e a sua eficiente extracção sob a forma de impulsos Q-switched é demonstrada com um sistema de amplificação, em que o último patamar é constituído pelas fibras multimodo optimizadas. Baseada nesta tecnologia é apresentado o primeiro amplificador tipo flared em fibra óptica. A total compatibilidade com os sistemas monomodo permite a sua utilização, para o escalonamento da potência de fontes convencionais, numa configuração tipo MOPA. Utilizando a tecnologia de fibras ópticas de dupla bainha é apresentado um laser de alta potência em fibra dopada com itérbio bombeada, através de acopladores multimodo, por díodos laser. Adicionalmente, o desempenho de um amplificador de alta potência, baseado nestas fibras, é analisado para os diferentes regimes de amplificação. Recorrendo à tecnologia convencional monomodo é apresentado um laser cw sintonizável com emissão espectral estreita e ...