Título
Investigación de la extracción de solitones ópticos empleando un NOLM y su aplicación en el estudio del proceso de formación de solitones en fibras ópticas
Autor
MIGUEL ANGEL BELLO JIMENEZ
Colaborador
EVGENY KUZIN (Asesor de tesis)
BALDEMAR IBARRA ESCAMILLA (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
The soliton formation process in optical fibers is a complex and very interesting
phenomenon involving a variety of nonlinear phenomena. In particular it has been
demonstrated that the solitons appear in the fiber as a result of the interplay between
dispersive and nonlinear effects in the anomalous dispersion regime. However,
because of the cascaded nonlinear effects and its sensitive to experimental conditions,
a detailed comparison between theory and experiments is complicated. These
investigations are commonly carried out in an indirectly way, comparing simulate and
experimental spectra.
The selective extraction of solitons with desirable pulse duration could be very
useful for direct investigations of the soliton formation process and also for soliton
generation. To the best of our knowledge, the experimental demonstration of the
extraction of solitons with desirable pulse duration has not yet been reported. For this
reason in this PhD thesis is proposed the investigation of the soliton extraction by
using a nonlinear optical loop mirror (NOLM) and its application for investigations of
the soliton formation process in optical fibers.
The propose configuration consists of a symmetrical NOLM with highly twisted
low-birefringence fiber and a quarter wave retarder located asymmetrically into the
NOLM loop. We numerically investigate the nonlinear evolution of picosecond
pulses in a conventional fiber, where the pulse breaks up temporally forming a bunch
of fundamental solitons. The resulting solitons are launched into the NOLM whose
parameters are adjusted to transmit the highest intensity soliton. These results are
demonstrated experimentally by using 25-ps Gaussian pulses from a figure-eight fiber
laser configuration (F8L). For our particular case we report the extraction of a
fundamental soliton with pulse duration of 0.99 ps. The results reported in this thesis
demonstrate that the proposed method can be used to generate high-quality ultrashort
optical pulses, but also, it can be used for direct investigations of the initial stage of
the soliton formation process in optical fibers.
La formación de solitones en fibras ópticas es un fenómeno complejo y muy
interesante que involucra gran variedad de efectos no lineales. Se ha demostrado que
los solitones aparecen en la fibra como resultado de la interacción entre los efectos no
lineales y dispersivos en la región de dispersión anómala. Sin embargo, debido a la
cascada de efectos no lineales y su sensitividad a las condiciones experimentales, una
comparación detallada entre teoría y experimento es complicada. Estas
investigaciones son usualmente realizadas de forma indirecta, haciendo una
comparación entre los espectros simulados y experimentales.
La extracción selectiva de solitones con deseable duración temporal puede ser una
herramienta útil para investigar de forma directa el proceso de formación de solitones.
De nuestro conocimiento, la demostración experimental de la extracción de solitones
con deseable duración temporal es un proceso que no ha sido reportado aún. Por tal
motivo, en la presente tesis doctoral se propone la extracción no lineal de solitones
empleando un espejo de lazo óptico no lineal (NOLM) y su aplicación en el estudio
del proceso inicial de formación de solitones en fibras ópticas.
La configuración del sistema propuesto consiste de un NOLM simétrico con fibra
altamente torcida y un retardador de cuarto de onda en el lazo del NOLM.
Numéricamente investigamos la evolución no lineal de pulsos de picosegundos a
través de una fibra convencional, donde el pulso sufre una ruptura temporal y se
genera la formación de un tren de solitones fundamentales. Estos solitones son
introducidos al NOLM cuyos parámetros son ajustados para transmitir el solitón de
mayor intensidad. Estos resultados son demostrados experimentalmente empleando
pulsos gausianos de 25 ps, obtenidos a partir del diseño de un láser de fibra de figura
8 (F8L). Como caso particular reportamos la extracción de un solitón fundamental
con duración de 0.99 ps. Los resultados presentados en esta tesis demuestran que el
método propuesto puede ser empleado para generar pulsos ultracortos de alta calidad,
pero además, los resultados demuestran que el método propuesto puede ser empleado
para investigar la etapa inicial del proceso de formación de solitones en fibras ópticas.
Editor
Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
Fecha de publicación
enero de 2010
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Versión de la publicación
Versión aceptada
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Audiencia
Estudiantes
Investigadores
Público en general
Sugerencia de citación
Bello-Jimenez M.A.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional del INAOE
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