Influencia del acoplamiento acusto-óptico en la propagación no lineal de pulsos de luz en una fibra óptica adelgazada (2016)
En esta tesis de maestría, se estudia teórica y experimentalmente la influencia del acoplamiento acusto-óptico en la propagación no lineal de un pulso utra-corto a través de una fibra óptica adelgazada. Se presenta un detallado procedimiento analítico para el cálculo del coeficiente de acoplamiento acusto-óptico entre los modos co-propagantes en fibras ópticas adelgazadas, específicamente, el modo fundamental del núcleo y los modos de ´ordenes inferiores del revestimiento. Se establece la distribución de campo eléctrico usando las ecuaciones analíticas para los modos co-propagantes del núcleo y del revestimiento. Basados en los efectos de la curvatura local, se modelan las variaciones lineales y no lineales del índice de refracción. Se presenta un conjunto de ecuaciones y parámetros con el fin de calcular la influencia del efecto acusto-óptico en la propagación no lineal de un pulso a través de una fibra óptica adelgazada. Las fibras ópticas adelgazadas son fabricadas en el grupo de investigación de Fotónica y Optoelectrónica de la Universidad Nacional de Colombia -sede Medellín a partir de un fibra óptica mono modo comercial por un proceso de alargamiento que consiste en estirar la fibra mientras se produce un calentamiento simultáneo. Las fibras adelgazadas son elementos que ofrecen buenas oportunidades para aplicaciones tanto de investigación básica como dispositivos de detección debido a características como la alta concentración de la luz y un fuerte campo evanescente alrededor de la cintura, entre otras. Se midió, por medio de un interferómetro Mach-Zehnder, la dispersión de la fibra adelgazada fabricada y se presenta el modelo de ajuste, se realiza una comparación con la dispersión de una fibra estándar para calibrar el experimento, donde las cifras numéricas mostraron un error experimental porcentual de aproximadamente ∼ 5 % respecto a los valores teóricos. Se presentan los montajes esquemáticos implementados con el fin de observar el acoplamiento acusto-óptico de forma experimental, para lo cual se usa un láser de femtosegundos como fuente de pulsos ultra cortos. Se observó un incremento en el ancho de banda de ∆λ = 30 nm de la respuesta a la red de periodo largo (LPFG: por sus siglas en inglés) inducida en la transmisión del modo del núcleo debido a los fenómenos no lineales que propiciaron la generación de longitudes de onda. Además, los resultados del procedimiento de simulación y de experimentación confirman la validez de los modelos teóricos propuestos.