Construção e caracterização de um amplificador em fibra para pulsos ultracurtos em ʎ = 1.5 um. /

Abstract

Lasers de pulsos ultracurtos baseados em fibras ópticas como meio de ganho constituem fortes candidatos para substituir lasers de estado sólido mais tradicionais, tais como o laser de Ti:safira. Uma das razões é o custo direto e outra é a possibilidade de compactação de sistemas que ocupam muito espaço e consomem quantidades significativas de energia. Um dos problemas de lasers baseados em fibras ópticas é que a potência óptica média disponível é relativamente baixa, da ordem de poucas dezenas de mW. Em nosso laboratório o interesse é em fazer uso de lasers em fibra pulsados para aplicações em metrologia óptica e óptica quântica e, em ambos os casos, as potências requeridas são maiores, indicando a necessidade de desenvolver um amplificador óptico. O sistema deve ser capaz de amplificar pulsos que incialmente têm duração da ordem de centenas de femtosegundos, taxa de repetição de centenas de MHz e energias por pulso da ordem de 1 pJ. Estes parâmetros indicam que o sistema deve operar num regime de forte saturação. Nesta dissertação serão descritos a construção e caracterização um amplificador óptico que faz uso de uma fibra dopada com érbio como meio de ganho. Foram testadas várias combinações de comprimento de fibra de ganho, comprimento de fibra de entrada e de saída que permitiram controlar os efeitos dispersivos e não lineares de forma a obter os maiores ganhos possíveis, mas mantendo a duração temporal dos pulsos amplificados dentro de uma faixa aceitável para as aplicações de interesse do laboratório. Com isto obtivemos um amplificador com um ganho de aproximadamente x15, com potências de entrada da ordem de 10 mW, mantendo a duração de pulso de saída do sistema da mesma ordem daquela do pulso de entrada. Estas características são satisfatórias para as aplicações em que o sistema será utilizado.