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LÁSERES BASADOS EN FIBRAS DOPADAS CON TM3+ Y HO3+ PARA EMISIÓN EN AZUL E INFRARROJO

DIMAS TALAVERA VELAZQUEZ (2006)

"En este trabajo se han obtenido dos láseres en fibras ópticas de ZBLAN dopadas con iones de Tulio y Holmio. La primera emisión láser obtenida fue en el azul (481 nm) en onda continua, excitando una fibra de ZBLAN con Tulio con una señal multilínea (a 1117 nm y 1175 nm). Primeramente bombeamos solo con la señal a 1117 nm y obtuvimos emisión láser con una pendiente de la curva de eficiencia de 12%. Enseguida bombeamos con ambas señales y obtuvimos un 48%, que comparando con el resultado anterior se solo con la señal a 1175 nm no obtuvimos emisión láser. El segundo láser fue en el infrarrojo medio a aproximadamente 2950 nm, en onda continua, al bombear una fibra de ZBLAN dopada con Holmio, alcanzando una potencia de salida máxima de 650 mW con una pendiente de eficiencia de 45%."

Doctoral thesis

TIERRAS RARAS, LÁSERES, FIBRAS ÓPTICAS, ESPECTROSCOPÍA RAMAN CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS

LÁSERES BASADOS EN FIBRAS DOPADAS CON TM3+ Y HO3+ PARA EMISIÓN EN AZUL E INFRARROJO

DIMAS TALAVERA VELAZQUEZ (2006)

"En este trabajo se han obtenido dos láseres en fibras ópticas de ZBLAN dopadas con iones de Tulio y Holmio. La primera emisión láser obtenida fue en el azul (481 nm) en onda continua, excitando una fibra de ZBLAN con Tulio con una señal multilínea (a 1117 nm y 1175 nm). Primeramente bombeamos solo con la señal a 1117 nm y obtuvimos emisión láser con una pendiente de la curva de eficiencia de 12%. Enseguida bombeamos con ambas señales y obtuvimos un 48%, que comparando con el resultado anterior se solo con la señal a 1175 nm no obtuvimos emisión láser. El segundo láser fue en el infrarrojo medio a aproximadamente 2950 nm, en onda continua, al bombear una fibra de ZBLAN dopada con Holmio, alcanzando una potencia de salida máxima de 650 mW con una pendiente de eficiencia de 45%."

Doctoral thesis

TIERRAS RARAS, LÁSERES, FIBRAS ÓPTICAS, ESPECTROSCOPÍA RAMAN CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS FIBRAS ÓPTICAS

EFECTOS DEL ACABADO EN LAS PROPIEDADES ÓPTICAS DE FIBRAS TEXTILES ACRÍLICAS

Iliana Rosales-Candelas (2013)

"Las fibras acrílicas son de importancia actual y futura, tanto en el área textil y no textil, ya que se aplican en el área biomédica o como precursoras de filamentos de carbón, entre otras. En la industria textil no existen métodos no destructivos que nos permitan determinar si las fibras acrílicas contienen o no acabado, menos, cuantificar la cantidad de acabado presente en las fibras. Utilizando la actividad óptica de los acabados de las fibras acrílicas textiles a base de hidrocarburos planos, es posible proponer un método que permita identificar si las fibras tienen o no acabado, utilizando como técnica, la espectroscopia vibracional polarizada. Con el método que se propone, se tendrá un resultado rápido y sobre todo, no destructivo ya que no será necesaria la extracción del acabado de la fibra.

En el presente trabajo se obtuvo el espectro Raman polarizado de fibras de acrilonitrilo con copolímeros de acetato de vinilo [Poli(AN-co-AV)] y acrilato de metilo [Poli(AN-co-AM)] con acabado y sin acabado, para mostrar que el acabado produce la rotación óptica de la luz Raman esparcida. El espectro Raman polarizado fue usado para calcular la razón de depolarización de ambas fibras. Se demostró que existe un esparcimiento Raman antisimétrico en forma de depolarización anómala para algunas bandas, debido a la interacción dipolar entre la cabeza polar del grupo del acabado, con el grupo polar nitrilo de la fibra, causando cambios en la orientación en las cadenas de la fibra polimérica o a un pseudo esparcimiento Raman antisimétrico debido a los hidrocarburos planos del acabado, los cuales, son ópticamente activos y se alinean mientras el acabado es aplicado a las fibras acrílicas durante el proceso de hilado. Esto último fue comprobado mediante NIR. Aunque el acabado no debería afectar las propiedades físicas y químicas de las fibras, en éste trabajo se demuestra que el acabado podría introducir actividad óptica en los diferentes números de onda de la señal Raman y este efecto es proporcional al contenido del acabado en la fibra. De acuerdo a los resultados obtenidos en este trabajo, la espectroscopia Raman polarizada, puede proporcionar un método rápido y eficiente para identificar fibras acrílicas con acabado y sin acabado."

Doctoral thesis

FIBRAS TEXTILES, PROPIEDADES ÓPTICAS, ESPECTROSCOPÍA RAMAN, DEPOLARIZACIÓN, SCANNING ELECTRON MICROSCOPY CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA LUZ

IMPLEMENTACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE LÁSERES DE FIBRA ÓPTICA ACTIVADA CON ITERBIO

IRMA LORENA VILLEGAS GARCIA (2011)

"El siguiente trabajo tiene como principal objetivo realizar la implementación de un modulador acústo óptico, basado en la introducción de pérdidas controladas a través de una señal eléctrica debido a la propagación de ondas acústicas de flexión a lo largo de una fibra estrechada. De esta manera el dispositivo acústo óptico a realizar sera viable para ser implementado dentro de una cavidad láser y para de esta manera poder modular el factor de calidad de la cavidad y obtener un láser pulsado en régimen Q-swiched. Esto debido a que la técnica a utilizar en la realización de este dispositivo nos permitirá la sintonización de la longitud de onda así como también la variación del nivel de atenuación de la señal.

Así como la construcción y el funcionamiento de un láser todo fibra dopado con iones de iterbio en régimen qswitching activo. La modulación Q-switching se consigue mediante modulación intermodal inducida por ondas acústicas de flexión que viajan a través de un taper de fibra óptica. El acoplamiento entre el modo fundamental y un modo de revestimiento sera aprovechado para introducir las pérdidas en la cavidad de una manera controlada. Se va a usar como medio de ganancia trozo de 0,65 m de fibra monomodo altamente dopada con iterbio de la marca nufern smysfhi. Se plantea obtener pulsos Q-switching a la longitud de onda de 1064,1 nm a diferentes razones de repetición en el rango de 110 khz.

La elaboración y el funcionamiento eficaz de un aoslm (acoustooptic super lattice modulation) utilizando una rejilla de bragg grabada en una fibra óptica. Este dispositivo funciona como un modulador de frecuencia en el modo de reflexión con una reflectividad de banda estrecha, que es ajustable y sintonizable. La modulación genera nuevas bandas de reflexión equidistantes a ambos lados de la rejilla de bragg original. Se estudian las características dinámicas de estas nuevas bandas laterales. Se va a fabricar un láser de yb 100 % fibra óptica en régimen modelocked activo. Por lo que sabemos, este será un primer láser 100 % fibra óptica en régimen mode-locked activo que emite en la longitud de onda de laseo del iterbio, es decir, alrededor de 1 μm. Los mecanismos para hacer más estrechos aún los pulsos láser también se van a discutir.”

Doctoral thesis

LÁSERES PULSADOS, TIERRAS RARAS, ESPECTROSCOPÍA, MODE-LOCKING CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS

ESTUDIO DEL ANCHO ESPECTRAL DE LÁSERES DE FIBRA ÓPTICA PARA SUS APLICACIONES A SENSORES DE FIBRA ÓPTICA

ANA DINORA GUZMAN CHAVEZ (2007)

"En este trabajo de investigación se hace un análisis experimental de los espectros ópticos de fibra láser y de la emisión espontánea de la fibra dentro de la cavidad láser, en donde se muestra que es posible obtener anchos espectrales pequeños del orden de decenas de megahertz con láseres de fibra dopados con erbio en la configuración Fabry-Perot teniendo como reflectores en un caso dos rejillas de Bragg y en otro una rejilla de Bragg y un espejo de Faraday. A partir del análisis experimental de la emisión espontánea axial y lateral se corroboró que el ancho espectral se debe a que pocos modos longitudinales muy cercanos entre sí no tienen suficiente ganancia y por tanto no alcanzan la condición de umbral. También con el estudio de los modos longitudinales se sabe que la longitud de la cavidad del láser y el ancho de banda de los reflectores son parámetros importantes para lograr un ancho espectral pequeño. Las frecuencias de relajación del láser con un espejo de Faraday cumplen con la longitud doble de la cavidad pero no afecta al funcionamiento del láser; ya que sus potencias comparadas con las frecuencias propias de la cavidad láser son despreciables."

Master thesis

SENSORES, FIBRAS ÓPTICAS, REJILLAS DE BRAGG, LÁSERES, ESPECTROSCOPÍA CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS FIBRAS ÓPTICAS

PROPUESTA DE ESQUEMAS DE EXCITACIÓN USANDO DIODOS-LÁSER EN ROJO PARA LÁSERES DE FIBRA CON EMISIÓN EN UV, AZUL E IR

Maribel Juárez Hernández (2013)

"En este trabajo de investigación se describe la realización experimental y estudio teórico de la implementación de sistemas amplificadores basados en fibras ópticas de fluorozirconato dopadas con Tm3+. Se describe el análisis teórico de las secciones transversales de emisión y absorción de los niveles de energía 3F3, 3H4 y 1D2 del Tm3+ inmerso en fluorozirconato o ZBLAN (ZrF4BaF3,-LaF3-AlF3-NaF). Además se caracterizaron dos diodos láser para el bombeo de la fibra. También se realizó el análisis espectral de dichos esquemas amplificadores y se realizó el cálculo teórico de las longitudes óptimas de fibra para algunos sistemas láser basados en estos esquemas de bombeo.

En el primer esquema experimental se encontró que la longitud de onda de 686.8 nm se encuentra en el pico de absorción del estado base hacia el nivel 3F3,2, para una fibra de Tm3+: ZBLAN. Se utilizó una longitud de fibra de ~180 cm para optimizar la emisión de 800 nm de la transición 3H4 → 3H6. En el segundo esquema se bombeó una fibra de ~30 cm a longitudes de onda en rojo de 686.8 nm y de 645.2 nm, para obtener señales de emisión en el ultravioleta a 350 y 360 nm, en el rango visible (azul) a 450 nm y en el infrarrojo cercano a 800 nm. En otro esquema de excitación se realizó el barrido de bombeo entre longitudes de onda de 680 – 690 nm y 740-770 nm y en el cual no pudo ser posible obtener los espectros de emisión debido a su baja intensidad óptica en las longitudes de onda de emisión mencionadas. El esquema en el cual se observó con mayor intensidad el fenómeno de conversión a más altas frecuencias (upconversion) fue en el segundo, en el cual se favoreció la señal en el azul (450nm) y UV (360nm).

Estos sistemas experimentales demostraron que la excitación con longitudes de onda visible (rojo) entre 640 – 680 nm, puede ser factible para la creación de láseres con emisión en el azul (450 nm) y en UV (360 nm) muy eficientes y altamente utilizables en diversas áreas de la industria, medicina e informática."

Master thesis

LÁSERES DE FIBRA, FIBRAS DOPADAS, AMPLIFICAIÓN ÓPTICA, TIERRAS RARAS CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS

DESARROLLO Y CARACTERIZACIÓN DE FIBRA LÁSER DE ITERBIO, CON SALIDA POLARIZADA

IRMA LORENA VILLEGAS GARCIA (2006)

"La tecnología de fibras ópticas fue desarrollada en la década de los 1950’s mientras que la de fibras especiales, en particular las fibras de vidrio activadas con iones de tierras raras, comienza en la década de los 1960’s con la invención de la fibra láser, es decir de una fibra óptica que puede implementarse para que tenga el funcionamiento de un láser. Los láseres de fibra activados con iones de tierras raras y otros dispositivos basados en estos láseres han tenido mucho éxito debido a su alta estabilidad, su tamaño compacto, pequeño volumen y peso, eficiente disipación de calor (por la relación existente entre el área de su superficie y el volumen) y excelente calidad de rayo. Tienen además potenciales aplicaciones en comunicaciones ópticas, sensores, medicina, procesamiento de materiales, grabado y corte etc.

Esta tesis se concentra en el estudio de dos láseres de fibra óptica de doble revestimiento dopados con iones de Iterbio. Se presenta el estudio espectroscópico de dos fibras láser, es decir el calculo de las secciones eficaces de absorción y emisión, de cada una de las fibras, con el fin de normalizar los espectros de absorción y emisión, y así obtener el rango de longitud de onda en la cual los láseres van a tener mayor eficiencia cuantica de emisión, es decir el rango en el cual la sección eficaz de emisión es mayor que la sección eficaz de absorción. Además se realizó la implementación de dos láseres de fibra óptica de doble revestimiento dopados con iones de Iterbio (modo cavidad libre), así como la Polarización de la señal láser obtenida de los dos láseres y la cuantificación de la potencia de la señal polarizada."

Master thesis

ESPECTROSCOPÍA, ITERBIO, TIERRAS RARAS, FIBRAS LÁSER, ABSORCIÓN, EMISIÓN, POLARIZACIÓN CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS

EFECTOS NO LINEALES EN FIBRAS DE SÍLICE DOPADAS CON IONES DE Yb3+ Y Er3+

ANA DINORA GUZMAN CHAVEZ (2010)

"En el presente trabajo se encuentra la parte teórica concerniente a los iones de tierras raras, el erbio Er3+ y el iterbio Yb3+. Se reporta el estudio del espectro de absorción del estado excitado (ESA) del Er3+ en fibras de sílice dopadas con erbio (EF) dentro de la banda de telecomunicaciones, 1.48 1.59 μm. Se reportan dos técnicas experimentales, la detección de la emisión de conversión hacia arriba seguido del proceso esa y la medición del coeficiente de transmisión no lineal de la (EF), ambas soportadas con teoría (desarrollando un modelo de cuatro niveles), la cual permite obtener el comportamiento espectral del parámetro (ESA), el cual es la razón de las secciones transversales de absorción de esa y del estado base, al excitar la fibra a las longitudes de onda λs= 1.48 1.59 μm. También se presenta el estudio de la absorción del estado excitado (ESA) del er3+ en fibras de sílice dopadas con erbio (EF) a la longitud de onda de bombeo 977 nm cuando la fibra está excitada simultáneamente a la longitud de onda de la señal 1531 nm.

Se muestra experimentalmente y teóricamente que la eficiencia esa a la longitud de onda de bombeo se intensifica en la presencia de la radiación de la señal. Experimentalmente esta conclusión esta soportada a través de la detección de la emisión de conversión hacia arriba, una firma del proceso esa y las mediciones del coeficiente de transmisión no lineal a la longitud de onda de bombeo, la cantidad más sensible a la razón entre esa y la absorción del estado base. Se muestra que los datos obtenidos experimentalmente pueden ser modelados con precisión, aplicando un nuevo desarrollo teórico donde se propone un modelo del Er3+ avanzado de cinco niveles."

Doctoral thesis

TIERRAS RARAS, ERBIO, ESPECTROSCOPÍA, ESA, ITERBIO, ABSORCIÓN CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA

CARACTERIZACIÓN DEL DESEMPEÑO DE UN SENSOR DE TEMPERATURA BASADO EN FIBRA ÓPTICA DOPADA CON ERBIO

VICTOR EDUARDO LOPEZ PADILLA (2003)

"El objetivo del presente trabajo es la evaluación el desempeño de un sensor de temperatura construido con fibra óptica dopada con Erbio, basado en la dependencia de la temperatura del tiempo de vida del estado excitado 4I13/2. Este sensor es de nuestro interés debido a su fabricación sencilla y la disponibilidad comercial de los componentes necesarios para su fabricación. Su funcionamiento se basa en la respuesta temporal de la fluorescencia, y opera con un único fotodetector. Su construcción es simple y robusta, y no requiere de ningún arreglo interferométrico, ni de un analizador de espectro óptico. Este dispositivo presenta potencial para ser utilizado en aplicaciones industriales, porque sus características nos permiten predecir una fabricación de bajo costo y con buena repetitividad."

Master thesis

TERMOMETRÍA, FIBRAS ÓPTICAS, TIERRAS RARAS, SENSORES, TEMPERATURA, ERBIO, FLUORESCENCIA CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA FIBRAS ÓPTICAS

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE SISTEMA AUTOMATIZADO DE POLARIZACIÓN PARA CONTROLAR EL PERFIL DE INTENSIDAD DE UN ESPECTRO RAMAN

Juan Daniel Berrones (2018)

"En la literatura especializada hay reportes de estudios de materiales utilizando espectroscopia Raman, en los cuales se seleccionan direcciones preferenciales del vector de polarización de la señal Raman con respecto al vector de polarización de la fuente de excitación. Esto se hace con el objetivo de realzar alguna propiedad del material y/o clasificar éste. Al realizar el procedimiento anterior se altera el perfil de intensidades de la señal Raman con respecto a la señal Raman no polarizada. Cabe destacar que en la literatura especializada no se han encontrado estudios en los cuales se consideren los diferentes tipos de polarización del láser de excitación de los sistemas Raman, lo cual abre camino a una nueva metodología de análisis Raman; permitiendo así, encontrar nueva información sobre los diferentes materiales a analizar. Para establecer dicha metodología, en este trabajo se diseñó y construyó un sistema optomecatrónico para controlar la polarización del haz de excitación de un sistema espectroscópico micro Raman, con una fuente de excitación láser en el infrarrojo cercano (830nm), instalado en el Centro de Investigaciones en Óptica, unidad Aguascalientes. Este sistema utiliza retardadores y polarizadores ópticos, así como un sensor para confirmar el cambio en la polarización. Con este sistema se obtuvieron tres tipos de polarización: lineal, circular y elíptica. Utilizando el sistema propuesto, se realizó el análisis Raman en la zona Stokes a diferentes tipos de muestras líquidas, sólidas y viscosas, considerando los diferentes tipos de polarización de la fuente de excitación con la finalidad de adquirir nueva información. Los espectros obtenidos para los diferentes estados de polarización se compararon entre sí y con espectros reportados en la literatura."

Master thesis

Polarización Espectroscopía Raman CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA ÓPTICA ÓPTICA