Láseres ópticos de pulsos ultracortos mejorados
Los láseres de fibra basados en fibras ópticas con una fibra óptica dopada como medio de ampliación, han progresado enormemente durante los últimos años. Garantizar una estabilidad muy alta de las características de los pulsos generados es imprescindible para muchas aplicaciones. El proyecto de formación HARMOFIRE (Harmonic mode-locked fibre lasers), financiado por la Unión Europea, tenía como finalidad formar a un investigador joven prometedor en el desarrollo de láseres de fibra centrándose en la estabilización y manteniendo la rentabilidad. Las actividades combinaron los enfoques experimentales y teóricos. El bloqueo de modos armónicos es una técnica avanzada que permite obtener velocidades de repetición de pulsos muy elevadas. Varios pulsos ultracortos circulan por el resonador del láser con un espaciado temporal constante con el fin de superar los límites del resonador en cuanto a la velocidad de repetición de un único pulso. Se diseñaron y fabricaron nuevos MLFL armónicos con un absorbedor saturable de nanotubos de carbono (CNT) y una fibra de ganancia dopada fuertemente con erbio. Los absorbedores saturables de CNT se utilizaron ampliamente en aplicaciones con bloqueo de modo y se demostró que tenían respuestas rápidas y funcionaban en anchos de banda grandes. La insensibilidad a la polarización de los absorbedores saturables a base de CNT hace que sean útiles para estudiar los atractores de la polarización en láseres con bloqueo de modo. El equipo continuó con el estudio detallado de la dinámica de polarización de moléculas de solitones vectoriales en este entorno. Los solitones son pulsos con un equilibrio preciso de efectos no lineales y de dispersión de tal modo que la forma temporal y espectral de los pulsos se conserva incluso con distancias largas de propagación. Además, los solitones pueden mostrar estados ligados, con separaciones de fase fijas y discretas. Se observaron solitones vectoriales con varios atractores de polarización hasta el modo armónico de undécimo orden (los armónicos son múltiplos enteros de la frecuencia original de la luz). La integración de un mecanismo de acoplamiento de modo (redes de Bragg de fibra inclinadas) en la cavidad láser sirvió para estabilizar la velocidad de repetición y mejorar el rendimiento en términos de ruido de los láseres funcionando en el intervalo de armónicos elevados (más de 5). Esto permitió el funcionamiento estable con harmónicos durante dieciséis horas en el decimonoveno armónico con repetición de pulsos a razón de 460 MHz. Los MLFL estabilizados y la gran flexibilidad para generar estados de polarización dinámicos permitirán innovaciones importantes en las comunicaciones, el atrapamiento de átomos y nanopartículas y el control de la magnetización. Así pues, se espera que los resultados de HARMOFIRE tengan muchas aplicaciones.
Palabras clave
Láseres ópticos, láseres de fibra con modo bloqueado, pulsos ultracortos, tecnologías de estabilización, bloqueo de modos armónicos
