993 resultados para Fabry-Perot Lasers


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Characteristics of fiber Bragg grating based Fabry-Perot (FBG-FP) structures under transversal loading are investigated. A novel switchable multi-wavelength fiber laser employing loaded FBG-FP is also demonstrated. © 2012 OSA.

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It has been suggested that phased atomic decay in a squeezed vacuum could be detected in the fluorescence spectrum emitted from a driven two-level atom in a cavity. Recently, the existence of other very distinctive features in the fluorescence spectra arising from the nonclassical features of the squeezed vacuum has been reported. In this paper, we investigate the possibility of experimental observation of these spectra. The main obstacle to the experimentalist is ensuring an effective squeezed-vacuum-atom coupling. To overcome this problem we propose the use of a Fabry-Perot microcavity. The analysis involves a consideration of the three-dimensional nature of the electromagnetic held, and the possibility of a mismatch between the squeezed and cavity modes. The problem of squeezing bandwidths is also addressed. We show that under experimentally realistic circumstances many of the spectral anomalies predicted in free space also occur in this environment. In addition, we report large population inversions in the dressed states of the two-level atom. [S1050-2947(98)02301-4].

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In this paper, we present a novel 1x2 multi-mode-interferometer-Fabry-Perot (MMI-FP) laser diode, which demonstrated tunable single frequency operation with more than 30dB side mode suppression ratio (SMSR) and a tuning range of 25nm in the C and L bands, as well as a 750 kHz linewidth. These lasers do not require material regrowth and high resolution gratings; resulting in a simpler process that can significantly increase the yield and reduce the cost.

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In this paper, the generation of a multiwavelength laser source from a Brillouin -Erbium fiber laser in the long wavelength band (L-band) region is experimentally demonstrated. The proposed laser system utilizes a Fabrv-Perot cavity formed by fiber-loop mirrors. Twenty-four lines of Brillouin-Stokes with line spacings of 10 GHz are obtained in the L-band region

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This thesis presents analytical and numerical results from studies based on the multiple quantum well laser rate equation model. We address the problem of controlling chaos produced by direct modulation of laser diodes. We consider the delay feedback control methods for this purpose and study their performance using numerical simulation. Besides the control of chaos, control of other nonlinear effects such as quasiperiodicity and bistability using delay feedback methods are also investigated.A number of secure communication schemes based on synchronization of chaos semiconductor lasers have been successfully demonstrated theoretically and experimentally. The current investigations in these field include the study of practical issues on the implementations of such encryption schemes. We theoretically study the issues such as channel delay, phase mismatch and frequency detuning on the synchronization of chaos in directly modulated laser diodes. It would be helpful for designing and implementing chaotic encryption schemes using synchronization of chaos in modulated semiconductor lasers.

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Mikrooptische Filter sind heutzutage in vielen Bereichen in der Telekommunikation unersetzlich. Wichtige Einsatzgebiete sind aber auch spektroskopische Systeme in der Medizin-, Prozess- und Umwelttechnik. Diese Arbeit befasst sich mit der Technologieentwicklung und Herstellung von luftspaltbasierenden, vertikal auf einem Substrat angeordneten, oberflächenmikromechanisch hergestellten Fabry-Perot-Filtern. Es werden zwei verschiedene Filtervarianten, basierend auf zwei verschiedenen Materialsystemen, ausführlich untersucht. Zum einen handelt es sich dabei um die Weiterentwicklung von kontinuierlich mikromechanisch durchstimmbaren InP / Luftspaltfiltern; zum anderen werden neuartige, kostengünstige Siliziumnitrid / Luftspaltfilter wissenschaftlich behandelt. Der Inhalt der Arbeit ist so gegliedert, dass nach einer Einleitung mit Vergleichen zu Arbeiten und Ergebnissen anderer Forschergruppen weltweit, zunächst einige theoretische Grundlagen zur Berechnung der spektralen Reflektivität und Transmission von beliebigen optischen Schichtanordnungen aufgezeigt werden. Auß erdem wird ein kurzer theoretischer Ü berblick zu wichtigen Eigenschaften von Fabry-Perot-Filtern sowie der Möglichkeit einer mikromechanischen Durchstimmbarkeit gegeben. Daran anschließ end folgt ein Kapitel, welches sich den grundlegenden technologischen Aspekten der Herstellung von luftspaltbasierenden Filtern widmet. Es wird ein Zusammenhang zu wichtigen Referenzarbeiten hergestellt, auf denen diverse Weiterentwicklungen dieser Arbeit basieren. Die beiden folgenden Kapitel erläutern dann ausführlich das Design, die Herstellung und die Charakterisierung der beiden oben erwähnten Filtervarianten. Abgesehen von der vorangehenden Epitaxie von InP / GaInAs Schichten, ist die Herstellung der InP / Luftspaltfilter komplett im Institut durchgeführt worden. Die Herstellungsschritte sind ausführlich in der Arbeit erläutert, wobei ein Schwerpunktthema das trockenchemische Ä tzen von InP sowie GaInAs, welches als Opferschichtmaterial für die Herstellung der Luftspalte genutzt wurde, behandelt. Im Verlauf der wissenschaftlichen Arbeit konnten sehr wichtige technische Verbesserungen entwickelt und eingesetzt werden, welche zu einer effizienteren technologischen Herstellung der Filter führten und in der vorliegenden Niederschrift ausführlich dokumentiert sind. Die hergestellten, für einen Einsatz in der optischen Telekommunikation entworfenen, elektrostatisch aktuierbaren Filter sind aus zwei luftspaltbasierenden Braggspiegeln aufgebaut, welche wiederum jeweils 3 InP-Schichten von (je nach Design) 357nm bzw. 367nm Dicke aufweisen. Die Filter bestehen aus im definierten Abstand parallel übereinander angeordneten Membranen, die über Verbindungsbrücken unterschiedlicher Anzahl und Länge an Haltepfosten befestigt sind. Da die mit 357nm bzw. 367nm vergleichsweise sehr dünnen Schichten freitragende Konstrukte mit bis zu 140 nm Länge bilden, aber trotzdem Positionsgenauigkeiten im nm-Bereich einhalten müssen, handelt es sich hierbei um sehr anspruchsvolle mikromechanische Bauelemente. Um den Einfluss der zahlreichen geometrischen Strukturparameter studieren zu können, wurden verschiedene laterale Filterdesigns implementiert. Mit den realisierten Filter konnte ein enorm weiter spektraler Abstimmbereich erzielt werden. Je nach lateralem Design wurden internationale Bestwerte für durchstimmbare Fabry-Perot-Filter von mehr als 140nm erreicht. Die Abstimmung konnte dabei kontinuierlich mit einer angelegten Spannung von nur wenigen Volt durchgeführt werden. Im Vergleich zu früher berichteten Ergebnissen konnten damit sowohl die Wellenlängenabstimmung als auch die dafür benötigte Abstimmungsspannung signifikant verbessert werden. Durch den hohen Brechungsindexkontrast und die geringe Schichtdicke zeigen die Filter ein vorteilhaftes, extrem weites Stopband in der Größ enordnung um 550nm. Die gewählten, sehr kurzen Kavitätslängen ermöglichen einen freien Spektralbereich des Filters welcher ebenfalls in diesen Größ enordnungen liegt, so dass ein weiter spektraler Einsatzbereich ermöglicht wird. Während der Arbeit zeigte sich, dass Verspannungen in den freitragenden InPSchichten die Funktionsweise der mikrooptischen Filter stark beeinflussen bzw. behindern. Insbesondere eine Unterätzung der Haltepfosten und die daraus resultierende Verbiegung der Ecken an denen sich die Verbindungsbrücken befinden, führte zu enormen vertikalen Membranverschiebungen, welche die Filtereigenschaften verändern. Um optimale Ergebnisse zu erreichen, muss eine weitere Verbesserung der Epitaxie erfolgen. Jedoch konnten durch den zusätzlichen Einsatz einer speziellen Schutzmaske die Unterätzung der Haltepfosten und damit starke vertikale Verformungen reduziert werden. Die aus der Verspannung resultierenden Verformungen und die Reaktion einzelner freistehender InP Schichten auf eine angelegte Gleich- oder Wechselspannung wurde detailliert untersucht. Mittels Weisslichtinterferometrie wurden lateral identische Strukturen verglichen, die aus unterschiedlich dicken InP-Schichten (357nm bzw. 1065nm) bestehen. Einen weiteren Hauptteil der Arbeit stellen Siliziumnitrid / Luftspaltfilter dar, welche auf einem neuen, im Rahmen dieser Dissertation entwickelten, technologischen Ansatz basieren. Die Filter bestehen aus zwei Braggspiegeln, die jeweils aus fünf 590nm dicken, freistehenden Siliziumnitridschichten aufgebaut sind und einem Abstand von 390nm untereinander aufweisen. Die Filter wurden auf Glassubstraten hergestellt. Der Herstellungsprozess ist jedoch auch mit vielen anderen Materialien oder Prozessen kompatibel, so dass z.B. eine Integration mit anderen Bauelemente relativ leicht möglich ist. Die Prozesse dieser ebenfalls oberflächenmikromechanisch hergestellten Filter wurden konsequent auf niedrige Herstellungskosten optimiert. Als Opferschichtmaterial wurde hier amorph abgeschiedenes Silizium verwendet. Der Herstellungsprozess beinhaltet die Abscheidung verspannungsoptimierter Schichten (Silizium und Siliziumnitrid) mittels PECVD, die laterale Strukturierung per reaktiven Ionenätzen mit den Gasen SF6 / CHF3 / Ar sowie Fotolack als Maske, die nasschemische Unterätzung der Opferschichten mittels KOH und das Kritisch-Punkt-Trocken der Proben. Die Ergebnisse der optischen Charakterisierung der Filter zeigen eine hohe Ü bereinstimmung zwischen den experimentell ermittelten Daten und den korrespondierenden theoretischen Modellrechnungen. Weisslichtinterferometermessungen der freigeätzten Strukturen zeigen ebene Filterschichten und bestätigen die hohe vertikale Positioniergenauigkeit, die mit diesem technologischen Ansatz erreicht werden kann.

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Lo scopo di questo lavoro di tesi è stato quello di studiare il comportamento di un fascio laser interagente con un risonatore ottico, grazie al quale il laser può essere stabilizzato agganciando la sua frequenza di missione ad uno dei modi della cavità. In sintesi la lunghezza d’onda del fascio è vincolata ad assumere valori multipli della lunghezza della cavità, dato che in questo modo si possono decisamente migliorare le caratteristiche spettrali di un laser tipico. La stabilizzazione, e il restringimento di riga del laser, vengono effettuati agganciando la sua frequenza sul modo trasverso fondamentale tramite un sistema di feedback. La cavità è però soggetta a sua volta a fluttuazioni di tipo termico e meccanico. Una variazione in lunghezza del risonatore comporta una variazione in frequenza dei modi. Le derive di frequenza dovute agli effetti termici si possono limitare utilizzando materiali con bassa dilatazione termica posti in ambienti la cui temperatura viene stabilizzata tramite un sistema di feedback. Per le vibrazioni, invece, il lavoro è più complicato: non essendo sufficiente mettere il sistema in ambienti isolati per attenuare le fluttuazioni, è stato recentemente proposto di studiare la posizione migliore dei sostegni affinché le fluttuazioni, e quindi le conseguenti variazioni in lunghezza della cavità, risultino minime. Per analizzare questo problema è stato utilizzato un software open-source per l’analisi agli elementi finiti, Salome-Meca, tramite il quale è stata riprodotta la geometria del un risonatore ottico a nostra disposizione, per simularne il comportamento sotto l’effetto del campo gravitazionale. Da qui si sono ottenuti i dati riguardo lo spostamento degli specchi della cavità in funzione della posizione del sostegno, dai quali si è riuscito a trovare il punto di posizionamento del supporto capace di ridurre lo spostamento di un ordine di grandezza.

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The optical bistability occurring in laser diode amplifiers is used to design an all-optical logic gate capable to provide the whole set of logic functions. The structure of the reported logic gate is based on two connected 1550nm laser amplifiers (Fabry-Perot and distributed feedback laser amplifiers).

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Wavelength-locking of a multiwavelength stabilized slotted Fabry-Perot (SFP) laser to a single-mode laser source is experimentally demonstrated. The SFP resonates at channels spaced by similar to 8 nm between 1510 and 1565 nm over a wide range of temperatures and drive currents. Under low-power (<- 20 dBm) external optical injection, wavelength-locking with a sidemode suppression ratio (SMSR) > 25 dB is achieved. A locking width of > 25 GHz and SMSR > 30 dB can be achieved for each locked wavelength channel at injection power > - 16 dBm.

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Hybrid WDM/TDM enabled microstructure based optical fiber sensor network with large capacity is proposed. Assisted by Fabry-Perot filter, the demodulation system with high speed of 500Hz and high wavelength resolution less than 4.91pm is realized. © OSA 2015.

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Opto-Acoustic Endoscopy (OAE) requires sensors with a high sensitivity and small physical dimensions in order to facilitate integration into an endoscope of less than 1mm in diameter. We present fibre Bragg grating (FBG) and Fabry- Perot intrinsic fibre sensors for ultrasound detection. We present a structure profile characterisation setup to analyse tune the fibre sensors in preparation for ultrasonic detection. We evaluate the suitability of the different structures and grating parameters for ultrasonic sensing. By analysing the prepared gratings, we enable the optimisation of the profile and a simplification of the detection regime for an optimal interferometric OAE configuration.

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We propose and demonstrate a microfiber Fabry-Perot interferometer (MFPI) fabricated by taper-drawing microfiber at the center of a uniform fiber Bragg grating (FBG). The MFPI employing the two separated sections of FBG as reflectors and a length of microfiber as its cavity is derived. Theoretic study shows that the reflection spectrum of such MFPI is consisted of two parts-interference fringes induced by multi-beam interference and reflection spectrum envelope induced by FBGs. Temperature affects both interference fringes and reflection wavelength of FBGs while ambient refractive index (RI) only influences the interference fringes, i.e., MFPI has different response to temperature and RI. Therefore, MFPI for simultaneous sensing of RI and temperature is experimentally demonstrated by tracking a reflection peak of interference fringes and the Bragg wavelength of the FBGs, which are respectively assisted by frequency domain processing and Gaussian fitting of the optical spectrum. Consequently, wavelength measurement resolution of 0.5 pm is realized. © 1983-2012 IEEE.

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We report a linear response optical refractive index (RI) sensor, which is fabricated based on a micro-channel created within a Fabry Perot (F-P) cavity by chemical etching assisted by femtosecond laser inscription. The experimental results show the F-P resonance peak has a linear response with the RI of medium and the measuring sensitivity is proportion to the length of micro-channel. The sensor with 5 μm -long micro-channel exhibited an RI sensitivity of 1.15nm/RIU and this sensitivity increased to 9.08nm/RIU when widening the micro-channel to 35μm. Furthermore, such micro-channel FP sensors show a much broader RI sensing dynamic range (from 1.3 to 1.7) than other reported optical fiber sensors. © 2012 SPIE.

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The stress sensitivity of polymer optical fibre (POF) based Fabry-Perot sensors formed by two uniform Bragg gratings with finite dimensions is investigated. POF has received high interest in recent years due to its different material properties compared to its silica counterpart. Biocompatibility, a higher failure strain and the highly elastic nature of POF are some of the main advantages. The much lower Young’s modulus of polymer materials compared to silica offers enhanced stress sensitivity to POF based sensors which renders them great candidates for acoustic wave receivers and any kind of force detection. The main drawback in POF technology is perhaps the high fibre loss. In a lossless fibre the sensitivity of an interferometer is proportional to its cavity length. However, the presence of the attenuation along the optical path can significantly reduce the finesse of the Fabry-Perot interferometer and it can negatively affect its sensitivity at some point. The reflectivity of the two gratings used to form the interferometer can be also reduced as the fibre loss increases. In this work, a numerical model is developed to study the performance of POF based Fabry-Perot sensors formed by two uniform Bragg gratings with finite dimensions. Various optical and physical properties are considered such as grating physical length, grating effective length which indicates the point where the light is effectively reflected, refractive index modulation of the grating, cavity length of the interferometer, attenuation and operating wavelength. Using this model, we are able to identify the regimes in which the PMMA based sensor offer enhanced stress sensitivity compared to silica based one.

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We present a high resolution spectrometer consisting of dual solid Fabry-Perot Interferometers (FPIs). This work is intended to be an all inclusive documentation of the instrument including discussion of the design of this instrument, the methods used in data reduction, and the analysis of these data. Each FPI is made of a single piece of L-BBH2 glass which has a high index of refraction n~2.07 with a thickness on the order of 100 μm. Each is then coated with partially reflective mirrors to create a resonant cavity and thus achieve a spectral resolution of R~30,000. Running the FPIs in tandem reduces the overlapping orders and allows for a much wider free spectral range and higher contrast. We will also discuss the properties of the FPIs which we have measured. This includes the tuning of the FPIs which is achieved by adjusting the temperature and thus changing the FPI gap and the refractive index of the material. The spectrometer then moves spatially in order to get spectral information at every point in the field of view. We select spectral lines for further analysis and create maps of the line depths across the field. Using this technique we are able to measure the fluorescence of chlorophyll in plants and attempt to observe zodiacal light. In the chlorophyll analysis we are able to detect chlorophyll fluorescence using the line depth in a plant using the sky as a reference solar spectrum. This instrument has possible applications in either a cubesat or aerial observations to measure bulk plant activity over large areas.