[pt] O PAPEL DO RETRO ESPALHAMENTO RAYLEIGH DE LUZ COERENTE NA DINÂMICA DOS MODOS DE LASERS ALEATÓRIOS DFB

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: PEDRO TOVAR BRAGA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] LASERS ALEATORIOS A FIBRA; [pt] AMPLIFICADORES OPTICOS A SEMICONDUTOR; [pt] FIBRAS OPTICAS; [pt] ESPALHAMENTO RAYLEIGH; [pt] FEEDBACK DISTRIBUIDO; [en] RANDOM FIBER LASERS; [en] SEMICONDUCTOR OPTICAL AMPLIFIE; [en] OPTICAL FIBERS; [en] RAYLEIGH SCATTERING; [en] DISTRIBUTED FEEDBACK
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=54627&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=54627&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.54627

[pt] Nessa tese é analisada a dinâmica dos modos de lasers aleatórios à fibra com feedback distribuído. Um rigoroso estudo é feito sobre o mecanismo de feedback distribuído, i.e., o espalhamento Rayleigh, que é um dos principais elementos contribuindo para emissão laser. É desenvolvido um modelo teórico para previsão do retro espalhamento Rayleigh de luz coerente, o qual é baseado na ordem de médio alcance da sílica, e na tensão residual de fibras ópticas. As previsões do modelo são comparadas com resultados experimentais, levando a conclusão de que o retro espalhamento Rayleigh em fibras ópticas é um processo ergódigo nos domínios do tempo e da frequência óptica. O modelo mostrou-se eficaz na previsão das flutuações de intensidade do retro espalhamento Rayleigh de luz coerente, e foi utilizado para explicar a emissão de luz laser numa nova configuração de laser aleatório à fibra, que faz uso de um amplificador óptico a semicondutor (SOA) como meio de ganho. É demostrado que operação monomodo só é possível em emissão pulsada e com bombeio próximo ao limiar laser, enquanto operação multimodo é dominante para bombeio acima do limiar. Resultados experimentais indicam que potência dos modos é limitada pela competição entre modos por ganho. A operação em regime pulsado é atribuída a um efeito de cintilação da luz Rayleigh retro espalhada, que equivale a um fenômeno de chaveamento de perdas (Q-switching) aleatório na cavidade. O tempo de vida dos modos é ~ 1 ms e larguras de linha estreitas, no intervalo entre 4 e 7 kHz, foram obtidas experimentalmente. Lasers aleatórios à fibra com ganho Brillouin também foram analisados, mostrando semelhante dinâmica dos modos. Entretanto, por conta da estreita banda espectral do ganho Brillouin a competição entre modos não limitou a potência dos modos, a qual foi observada ser limitada por luz Stokes proveniente do espalhamento Brillouin de segunda ordem. Por último, experimentos com modulação de fase intra-cavidade foram avaliados, e mostraram que emissão laser pode ser controlada a partir da supressão da condição de fase ou ganho.