Author: Liliana Orizel Martínez Martínez

Influencia de la migración espacial del estado excitado en la formación de las rejillas de población en fibras ópticas dopadas con tierras raras

Influence of a spatial migration of the excited states on formation of the population gratings in the rare-earth doped fibers

Liliana Orizel Martínez Martínez (2014)

En este trabajo, se analiza la influencia que tiene la migración del estado de excitación sobre la formación de las rejillas dinámicas de población en fibras de sílice dopadas con tierras raras, en particular en fibras dopadas con erbio (FDE). Se presentan los resultados experimentales del mezclado de dos ondas (MDO) transitorio producido por las rejillas dinámicas generadas en fibras ópticas con concentración de dopante de erbio en el rango de (640 – 5600) ppm; para la generación de las rejillas dinámicas se han empleado tres fuentes de luz con longitudes de onda de 1492, 1526, y 1568 nm, las cuales se encuentran dentro del espectro de absorción de los iones de erbio. Además, se presentan los resultados experimentales sobre la polarización de la fluorescencia en las mismas FDE excitadas por luz linealmente polarizada de las longitudes de onda antes mencionadas. Para explicar esta los datos de fluorescencia obtenidos se realizó un análisis teórico usando los modelos de dipolos independientes con orientación aleatoria y de anisotropía reducida, este último modelo se utilizó previamente para explicar datos experimentales del efecto polarization hole burning (PHB). También se presenta una simulación numérica sobre la migración espacial de los estados excitados en una red aleatoria con la interacción dipolo-dipolo de Förster, para ello se ha empleado el método de Monte Carlo. El conjunto de los resultados obtenidos indica que si hay migración espacial debido a tres factores: la acelerada relajación de las rejillas dinámicas, la reducción de las amplitudes de las rejillas dinámicas, y la polarización de la fluorescencia reducida de fluorescencia que ocurre en las fibras con alta concentración de erbio. Para una comparación cuantitativa probablemente sea necesario hacer una modificación del modelo de la red aleatoria introduciendo los clústeres de los iones de erbio.

In this work, influence of the excited state migration on formation of the population dynamic gratings in rare-earth doped fibers (and, in particular, in those doped with erbium) is analyzed. The experimental results on the transient two-wave mixing via dynamic gratings in fibers with erbium concentration (640-5600)ppm are presented; for their recording three different coherent light sources with wavelength 1492, 1526 and 1568nm from the absorption spectrum of the erbium ions were utilized. Also, the experimental results on polarization of the fluorescence from the same fibers excited by linearly polarized light of the above-mentioned wavelengths are presented. For explication of significant depolarization of the fluorescence, the model of the independent, randomly orientated dipoles with reduced anisotropy, utilized earlier for interpretation of polarization hole burning (PHB) effect, was used. The numerical simulation of the excited states spatial migration in a random lattice with Förster dipole-dipole type interaction was performed using Monte Carlo method. The set of the obtained results indicates that the spatial migration demonstrates itself in accelerated relaxation of the dynamic gratings, reduction of their amplitudes, and in additional depolarization of the fluorescence in fibers with high erbium concentration. For the quantitative comparison with the experimental results, some modifications of the model of the random lattice (probably, introducing the ion cluster formation) are needed.

Doctoral thesis

Optic fiber,Monte Carlo method,Population gratings,Erbium doped fibers,Método de Monte Carlo,Fibra óptica,Fibras dopadas con erbio,Rejillas de población CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA