Name: Automatisation du mode de verrouillage dans un Nonlinear Polarisation Rotation fibre laser par Polarisation sortie Mesures (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 18 s
Description: Découvrez une méthode simple et économique pour détecter et automatiser le verrouillage de mode dans un laser à fibre par rotation non linéaire de polarisation. Cette approche utilise les changements d'état de polarisation pour aligner le contrôleur intracavité en temps réel.

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Les auteurs tiennent à remercier Christian Olivier et Philippe Chrétien pour l&#39;aide précieuse concernant l&#39;électronique, Éric Girard à GiGa Concept Inc. pour le support avec le contrôleur de polarisation motorisée, professeur Réal Vallée pour le prêt de polarimètre commerciale et professeur Michel Piché pour de nombreuses discussions fructueuses . Ce travail a été soutenu par le Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FRQNT), les sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) et Emplois d&#39;été Canada.

1. Configuration d&#39;une fibre ML fibre laser comprenant un PSC motorisé <ol><li> Rassembler les éléments suivants: une fibre dopée à l&#39;erbium monomode, une nm en longueur d&#39;onde multiplexeur 980/1550 (WDM), un WDM 1,550 composant hybride nm isolateur 980 / 1,550 nm, un coupleur 50/50 de fibre, un polariseur à fibre, une CFP motorisée, deux diodes de 980 nm de pompage laser, un coupleur de fibres 99/1 et CFP une ligne manuelle. </li><li> Couper la fibre dopée à l&#39;erbium et tous les autres composants de la fibre à queue de cochon s&#39;adapter à la conception de la cavité souhaitée. REMARQUE: La procédure d&#39;automatisation présenté est adapté pour les lasers à fibre à base de rotation de polarisation non linéaire. Il devrait travailler à différents régimes de fonctionnement tels que le laser soliton, le laser étiré impulsion, le laser soliton dissipative et le laser similariton. Le second régime est utilisé dans cette expérience. </li><li> Pour construire la cavité laser, utilisez une colleuse de fusion de la fibre pour rejoindre les composants de la cavité dans l&#39;ordre indiqué dans le diagramme (Figure 3 &lt;/ Strong&gt;). Avant d&#39;effectuer chaque épissure par fusion, propre les fibres se termine avec de l&#39;alcool isopropylique et les fendent avec un couperet de la fibre. REMARQUE: Les composants internes du laser sont, dans le sens horaire dans la cavité annulaire, un PSC motorisé, un nm WDM 980 / 1,550, une fibre dopée à l&#39;erbium, un composant hybride WDM isolateur 980 / 1,550 nm, une sortie 50/50 et un polariseur de couplage de la fibre. Les composants externes sont un coupleur 99/1 de la fibre et un PSC en ligne manuel (comme décrit dans les étapes 1.7 et 1.8). REMARQUE: un segment de fibre d&#39;environ 30 cm doit être insérée dans la CFP motorisé avant que les épissures sont effectués avec les autres composants de la cavité. Bien qu&#39;une fibre monomode standard travail, l&#39;utilisation de la fibre de polyimide revêtu est recommandé pour ce segment, car il est plus résistant à la pression exercée par les vis du régulateur et donc durer plus longtemps. </li><li> Rejoignez les diodes laser de pompe aux WDM utilisant la colleuse de fusion. Encore une fois, nettoyer les fibres se termine avec isopropylique alCohol et de les cliver avec un couperet de fibres avant d&#39;effectuer chaque épissure de fusion. </li><li> Connecter les diodes laser à leurs régulateurs de température respectifs et les pilotes actuels. </li><li> Connecter le intra-cavité motorisé Yao type fibre squeezer PSC (figure 4) à son module d&#39;entraînement, puis connectez le module d&#39;entraînement au port USB d&#39;un ordinateur. NOTE: Ce port est identifié par le numéro &quot;COM4&quot;, comme indiqué dans le &quot;Gestionnaire de périphériques&quot; de l&#39;ordinateur. </li><li> A la sortie du laser, à savoir le port du coupleur 50/50 pas épissé, raccorder un coupleur 99/1. REMARQUE: Le port de 99% est la sortie utilisable. Le port 1% est utilisé pour surveiller l&#39;état de polarisation de la procédure d&#39;automatisation. </li><li> Insérez un PSC manuel le long de la fibre du port 1%. Pour ce faire, enlever les vis et ouvrir la CFP. Insérez la fibre dans la fente appropriée, puis mettre les vis dans leurs trous et les visser. </li><li> Splice une co fibre angle polinnector (APC) à l&#39;extrémité de la fibre du port à 1% (après la CFP manuel). Nettoyer et cliver les fibres se termine avant d&#39;effectuer l&#39;épissure de fusion. </li><li> Connectez la sortie de 99% à un analyseur de spectre optique (OSA) à l&#39;aide d&#39;un adaptateur nu-fibre. NOTE: Comme discuté plus tard, le spectre optique vu sur l&#39;OSA fournira un autre moyen de vérifier si le laser est ML. </li><li> Fixer toutes les fibres et les composants dans la cavité correctement avec la bande de film de polyimide. NOTE: Les fibres et les composants doivent être empêchés de se déplacer dans toutes les conditions telles que lorsque la table vibre ou ventilateurs souffler de l&#39;air. La bande de film de polyimide est utilisé afin d&#39;éviter d&#39;endommager les fibres. </li><li> Serrer les vis de pression de la CFP intra-cavité jusqu&#39;à ce que la fibre commence à être légèrement pressé. </li><li> Allumez les lasers de pompe diodes et d&#39;ajuster leurs courants à leurs valeurs maximales spécifiées par le fabricant de la diode laser. </li><li> Démarrez l&#39;interface de communication de l&#39;instrument. Dans le &quot;Peripherals et Interface &quot;colonne sur la gauche, choisissez&quot; COM4 &quot;. Cliquez sur&quot; Panneau de test Open VISA &quot;. Cliquez sur&quot; Entrée / Sortie &quot;. Puis, dans&quot; Sélectionnez ou entrez la commande &quot;type&quot; SM, 500,3000 n &quot; et cliquez sur le bouton &quot;requête&quot;. Cette commande la CFP pour faire tourner par 3.000 étapes de 0,1125 ° dans le sens horaire. Ce faisant, la CFP atteint une butée mécanique. </li><li> Dans le &quot;Sélectionnez ou entrez la commande&quot; du &quot;COM4&quot; panneau de test, tapez &quot;SM, 500, -10 n&quot; et cliquez sur le bouton &quot;Requête&quot;. La CFP tourne alors d&#39;environ 1 ° dans le sens antihoraire. Vérifiez si ML est atteint en regardant le spectre optique de l&#39;OSA. ML est atteinte lorsque la pleine largeur à mi - hauteur du spectre optique est de l&#39;ordre de quelques dizaines de nanomètres (figure 5). Si ML est atteinte, maintenir la biréfringence et l&#39;angle fixe et passez à l&#39;étape 1.18. </li><li> Si ML est pas atteint, répéter jusqu&#39;à ce que soit 1,15 ML ou l&#39;angle maximal attainable avec la CFP est atteint. </li><li> Si l&#39;angle maximal de la CFP est atteint avant ML se produit, augmenter la biréfringence de la CFP en serrant légèrement les vis de pression et répétez les étapes 1.14, 1.15 et 1.16 autant de fois que nécessaire pour obtenir ML. </li><li> Une fois que ML est atteint, diminuer les pouvoirs de la pompe à leur valeur minimale permettant ML à l&#39;auto-démarrage. Pour ce faire, réduire les pouvoirs de la pompe jusqu&#39;à ce que ML est perdue. Puis, les ramener lentement vers la plus petite valeur qui fera le ML réapparaître. Mettez les pompes hors tension puis à nouveau et vérifier si les verrous de mode laser par lui-même. Augmenter les pouvoirs de la pompe un peu plus pour assurer la ML est stable et auto-démarrage chaque fois que le laser est activé. </li></ol> 2. Analyse de la polarisation du signal de sortie <ol><li> Lier le 1% robinet pour un polarimètre commercial. </li><li> Branchez le polarimètre à l&#39;ordinateur via un port USB. </li><li> Dans le &quot;Sélectionnez ou entrez la commande&quot; du panneau de test &quot;COM4&quot;, type &quot;SM, 500,3000 n&quot; et cliquez sur le bouton &quot;Requête&quot;. </li><li> Exécutez le logiciel polarimètre contrôle commercial et démarrer la mesure de polarisation en cliquant sur le bouton &quot;Démarrer&quot;. </li><li> Dans le &quot;Sélectionnez ou entrez la commande&quot; du &quot;COM4&quot; panneau de test, tapez &quot;SM, 500, -10 n&quot; et cliquez sur le bouton &quot;Requête&quot;. Observez l&#39;état de polarisation sur le polarimètre. </li><li> Répétez l&#39;étape 2.5 autant de fois que nécessaire pour couvrir toute la gamme des angles autorisés par la CFP intra-cavité. Notez que l&#39;état de polarisation varie très en douceur avec l&#39;angle sauf aux angles spécifiques où ML est atteint comme on peut le voir en regardant simultanément la largeur du spectre optique sur l&#39;OSA. </li><li> Répétez les étapes 02.03 à 02.06 , mais cette fois, au lieu de simplement regarder l&#39;état de polarisation, enregistrer les valeurs des paramètres de Stokes S 1, S 2 et S 3 en fonctions de l&#39;angle de la CFP (Figure 6). Pour voir ces valeurs clairement, choisissez &quot;Mesure- → Oscilloscope&quot; dans le menu du logiciel et rechercher les valeurs moyennes de S 1, S 2 et S 3. Simultanément regarder le spectre optique et enregistrer les angles pour lesquels le laser est ML. </li></ol> 3. Configuration d&#39;une boucle de rétroaction pour automatiser l&#39;alignement de la CFP en utilisant les mesures de polarimètre commerciales <ol><li> Éteignez l&#39;ordinateur. </li><li> Connectez le port série du polarimètre commerciale au port &quot;COM1&quot; série de l&#39;ordinateur. Redémarrez l&#39;ordinateur et le polarimètre. </li><li> Démarrez l&#39;interface de langage de programmation graphique (GPLI) qui permettra la lecture du polarimètre via &quot;COM1&quot; et le contrôle de la CFP motorisée via &quot;COM4&quot;. </li><li> Dans le GPLI, cliquez sur &quot;Blank VI&quot;. Ensuite, sélectionnez &quot;Fenêtre →Tile gauche et droite &quot;. REMARQUE: L&#39;écran sera alors divisé en deux parties. Le diagramme est affiché sur la droite. Il est utilisé pour créer le script en utilisant différentes fonctions associées à des icônes différentes. Le panneau avant est affiché sur la gauche. Il est utilisé pour afficher les commandes et les mesures lorsque le script est en cours d&#39;exécution. </li><li> Dans la fenêtre du diagramme de l&#39;GPLI, développer un script d&#39;automatisation ML à utiliser avec le polarimètre commercial (voir figure 7). NOTE: Ce script lit S 1 du polarimètre et utilise sa valeur pour fournir une rétroaction et d&#39; atteindre le bon alignement de l&#39;angle de la CFP conduisant à ML. La détection de ML est obtenue en recherchant une discontinuité dans la variation de S 1 en tant que l&#39;angle est variable. REMARQUE: Les commandes utilisées pour contrôler la CFP via &quot;COM4&quot; sont les mêmes que celles présentées dans les étapes 2.3 et 2.5. La commande à lire S 1 </sub&gt; sur le polarimètre commerciale via &quot;COM1&quot; est &quot;* SOP? n&quot;. </li><li> Enregistrez le script en cliquant sur &quot;Fichier → Enregistrer&quot;, puis exécutez-le en cliquant sur le bouton &quot;→&quot;. La CFP est ramené à sa butée mécanique, puis il tourne par étapes d&#39;environ 1 ° jusqu&#39;à ce que ML est atteint, montrant la valeur de S 1 à mesure qu&#39;il évolue. </li></ol> 4. Construire un analyseur de polarisation maison Rudimentary <ol><li> Connecter un oscilloscope à l&#39;ordinateur via l&#39;interface GPIB. </li><li> Mettre un séparateur de polarisation cube (PBS) sur un banc d&#39;optique. </li><li> Mettre en place trois FC / APC collimateurs de fibres optiques portuaires avec le PBS (Figure 8). REMARQUE: L&#39;un des ports est l&#39;entrée. Les deux autres sont les sorties pour les composantes de polarisation X et Y du signal. </li><li> Connecter une photodiode PIN InGaAs à fibre Pigtailed à la première sortie. </li><li> Branchez la photodiode à une trans-impedacircuit nce (figure 9). </li><li> Connectez la sortie électrique du circuit à la voie 1 de l&#39;oscilloscope. </li><li> Allumez le circuit trans-impédance. </li><li> Dans le GPLI, lire la valeur moyenne de la tension sur le canal 1 de l&#39;oscilloscope via la connexion GPIB en utilisant les commandes &quot;Measu: IMM: SOU ch1;&quot; pour sélectionner le canal 1 de l&#39;oscilloscope, &quot;Measu: IMM: TYPE moyen;&quot; pour définir la mesure soit une tension moyenne, &quot;Measu: IMM: VAL&quot; pour obtenir la valeur et enfin &quot;Measu: IMM: UNI?&quot; afin d&#39;obtenir les unités de la mesure. Enregistrez le script en cliquant sur &quot;Fichier → Enregistrer&quot;, puis exécutez-le en cliquant sur le bouton &quot;→&quot;. </li><li> Connectez la sortie 1% du laser au port du PBS d&#39;entrée et tourner le laser à une puissance de pompage arbitraire. Cela envoie un signal optique de 1.550 nm à l&#39;entrée. </li><li> Mesurer la tension moyenne à la première sortie. Ensuite, débranchez la photodiode de fibre pigtailed et remplacerpar une puissance-mètre commercial. Mesurer la puissance optique à cette sortie. </li><li> Répétez l&#39;étape 4.10 tout en faisant varier la puissance du signal optique d&#39;entrée. La tension doit varier linéairement avec la puissance optique. Trouver les coefficients de cette relation linéaire. NOTE: Cette relation est utilisée à l&#39; étape pour obtenir 4,20 P x à partir de la tension mesurée. </li><li> Connecter un deuxième photodiode PIN InGaAs à fibre Pigtailed à la deuxième sortie du PBS. </li><li> Branchez la photodiode à un second circuit trans-impédance. </li><li> Connectez la sortie électrique du circuit sur le canal 2 de l&#39;oscilloscope. </li><li> Allumez le circuit trans-impédance. </li><li> Dans le GPLI, lire la valeur moyenne de la tension sur le canal 2 de l&#39;oscilloscope via la connexion GPIB en utilisant les commandes &quot;Measu: IMM: SOU ch2;&quot; pour sélectionner le canal 2 de l&#39;oscilloscope, &quot;Measu: IMM: TYPE moyen;&quot; pour définir la mesure d&#39;être une tension moyenne, &quot;Measu: IMM: VAL?4; pour obtenir la valeur et enfin &quot;Measu: IMM: UNI?&quot; afin d&#39;obtenir les unités de la mesure. Enregistrez le script en cliquant sur &quot;Fichier → Enregistrer&quot;, puis exécutez-le en cliquant sur le bouton &quot;→&quot;. </li><li> Allumez le laser à une puissance de pompage arbitraire. </li><li> Mesurer la tension moyenne à la deuxième sortie. Ensuite, débranchez la photodiode de fibre pigtailed et le remplacer par une puissance-mètre commercial. Mesurer la puissance optique à cette sortie. </li><li> Répétez l&#39;étape 4,18 en faisant varier la puissance du signal optique d&#39;entrée. Assurez-vous que la tension varie linéairement avec la puissance optique. REMARQUE: Trouver les coefficients de cette relation linéaire. Cette relation est utilisée à l&#39; étape pour obtenir 4,20 P y à partir de la tension mesurée. </li><li> Après la mise en place du second détecteur pour mesurer P y, utilisez le GPLI pour calculer le premier paramètre de Stokes S 1 défini comme S 1 = ( <em&gt; P x - P y) / (P x + P y). L&#39;analyseur de polarisation rudimentaire maison est maintenant prêt à utiliser. </li></ol> 5. Remplacement du Polarimètre commercial par le Polarisation Analyzer maison dans le processus d&#39;automatisation <ol><li> Connectez la sortie 1% du laser à l&#39;entrée de polarisation de l&#39;analyseur maison (comme cela a été fait à l&#39;étape 4.9). </li><li> Mesurer le premier paramètre de Stokes S 1 en fonction de l&#39;angle de la CFP (figure 10) en répétant l&#39; étape 2.7 en utilisant l&#39;analyseur de polarisation maison ( au lieu du polarimètre commerciale). Observer le S 1 graphique mise à jour automatiquement à chaque étape. Observer un saut discontinu de la valeur de S 1 lorsque ML se produit (ce qui est le cas en utilisant le polarimètre commercial). REMARQUE: Utilisez un script GPLI pour effectuer cette tâche automatmatiquement. Ce script est basé sur une boucle qui varie l&#39;angle de la CFP par pas de 1 ° ( en utilisant la commande &quot;SM, 500, -10 n&quot; envoyé à &quot;COM4&quot;) et lit la valeur de S 1 de la maison analyseur de polarisation à chaque étape. </li><li> Modifier le script développé en 3,5 de sorte que, au lieu d&#39;utiliser la valeur donnée par le polarimètre commercial, il obtient P x et P y à partir de l&#39;analyseur de polarisation maison et puis calcule S 1 = (P x P y) / (P x + P y). </li><li> Utilisez le nouveau script basé sur l&#39;analyseur de polarisation maison à ML automatiquement le laser d&#39;une manière similaire à l&#39;étape 3.6. </li></ol>

<ol><li>Hofer, M., Fermann, M. E., Haberl, F., Ober, M. H., Schmidt, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mode+locking+with+cross-phase+and+selfphase+modulation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Mode locking with cross-phase and selfphase modulation.</a> Opt. Lett. 16 (7), 502-504 (1991).</li>
<li>Haus, H. A., Ippen, E. P., Tamura, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additive-pulse+modelocking+in+fiber+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Quantum+Electron%22%5BJournal%5D)">Additive-pulse modelocking in fiber lasers.</a> IEEE J. Quantum Electron. 30 (1), 200-208 (1994).</li>
<li>Hellwig, T., Walbaum, T., Groß, P., Fallnich, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+characterization+and+alignment+of+passively+mode-locked+fiber+lasers+based+on+nonlinear+polarization+rotation%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+B%22%5BJournal%5D)">Automated characterization and alignment of passively mode-locked fiber lasers based on nonlinear polarization rotation.</a> Appl. Phys. B. 101 (3), 565-570 (2010).</li>
<li>Radnatarov, D., Khripunov, S., Kobtsev, S., Ivanenko, A., Kukarin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automatic+electronic-controlled+mode+locking+self-start+in+fibre+lasers+with+non-linear+polarization+evolution%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Automatic electronic-controlled mode locking self-start in fibre lasers with non-linear polarization evolution.</a> Opt. Express. 21 (18), 20626-20631 (2013).</li>
<li>Shen, X., Li, W., Yan, M., Zeng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+control+of+nonlinear-polarization-rotation+mode+locking+in+Yb-doped+fiber+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Electronic control of nonlinear-polarization-rotation mode locking in Yb-doped fiber lasers.</a> Opt. Lett. 37 (16), 3426-3428 (2012).</li>
<li>Andral, U., Si Fodil, R., Amrani, F., Billard, F., Hertz, E., Grelu, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+laser+mode+locked+through+an+evolutionary+algorithm%5BTitle%5D)+AND+%22Optica%22%5BJournal%5D)">Fiber laser mode locked through an evolutionary algorithm.</a> Optica. 2 (4), 275-278 (2015).</li>
<li>Olivier, M., Gagnon, M. D., Piché, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+mode+locking+in+nonlinear+polarization+rotation+fiber+lasers+by+detection+of+a+discontinuous+jump+in+the+polarization+state%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Automated mode locking in nonlinear polarization rotation fiber lasers by detection of a discontinuous jump in the polarization state.</a> Opt. Express. 23 (5), 6738-6746 (2015).</li>
<li>Ulrich, R., Simon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polarization+optics+of+twisted+single-mode+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Polarization optics of twisted single-mode fibers.</a> Appl. Opt. 18 (13), 2241-2251 (1979).</li>
<li>Chong, A., Logan, L. R., Wise, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+fiber+lasers+based+on+self-similar+pulse+evolution%3A+a+review+of+current+progress%5BTitle%5D)+AND+%22Rep.+Prog.+Phys%22%5BJournal%5D)">Ultrafast fiber lasers based on self-similar pulse evolution: a review of current progress.</a> Rep. Prog. Phys. 78 (11), 113901(2015).</li>
<li>Komarov, A., Leblond, H., Sanchez, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+analysis+of+the+operating+regime+of+a+passively-mode-locked+fiber+laser+through+nonlinear+polarization+rotation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Theoretical analysis of the operating regime of a passively-mode-locked fiber laser through nonlinear polarization rotation.</a> Phys. Rev. A. 72, 063811(2005).</li>
<li>Kobtsev, S., Smirnov, S., Kukarin, S., Turitsyn, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mode-locked+fiber+lasers+with+significant+variability+of+generation+regimes%5BTitle%5D)+AND+%22Optical+Fiber+Technology%22%5BJournal%5D)">Mode-locked fiber lasers with significant variability of generation regimes.</a> Optical Fiber Technology. 20 (6), 615-620 (2014).</li>
<li>Kobtsev, S., Kukarin, S., Smirnov, S., Turitsyn, S., Latkin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Generation+of+double-scale+femto%2Fpico-second+optical+lumps+in+mode-locked+fiber+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Generation of double-scale femto/pico-second optical lumps in mode-locked fiber lasers.</a> Opt. Express. 17 (23), 20707-20713 (2009).</li>
<li>Churkin, D. V., Sugavanam, S., Tarasov, N., Khorev, S., Smirnov, S. V., Kobtsev, S. M., Turitsyn, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stochasticity+periodicity+and+localized+light+structures+in+partially+mode-locked+fibre+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Stochasticity periodicity and localized light structures in partially mode-locked fibre lasers.</a> Nat. Commun. 6, 7004(2015).</li>
<li>Duling, I. N. III, Chen, C. J., Wai, P. K. A., Menyuk, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operation+of+a+nonlinear+loop+mirror+in+a+laser+cavity%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+J.+Quantum+Electron%22%5BJournal%5D)">Operation of a nonlinear loop mirror in a laser cavity.</a> IEEE J. Quantum Electron. 30 (1), 194-199 (1994).</li>
<li>Krempzek, K., Grzegorz, S., Kaczmarek, P., Abramski, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+sub-100+fs+stretched-pulse+205+MHz+repetition+rate+passively+mode-locked+Er+doped+all-fiber+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">A sub-100 fs stretched-pulse 205 MHz repetition rate passively mode-locked Er doped all-fiber laser.</a> Laser Phys. Lett. 10, 105103(2013).</li>
<li>Shtyrina, O., Fedoruk, M., Turitsyn, S., Herda, R., Okhotnikov, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+and+stability+of+pulse+regimes+in+SESAM-mode-locked+femtosecond+fiber+lasers%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am.+B%22%5BJournal%5D)">Evolution and stability of pulse regimes in SESAM-mode-locked femtosecond fiber lasers.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 26 (2), 346-352 (2009).</li>
</ol>

Les auteurs ont rien à révéler.

Il a été démontré qu&#39;il est possible d&#39;automatiser le niveau maximal de NPR lasers en anneau de fibres en utilisant une boucle de rétroaction sur la base de mesures de polarisation de sortie. Pour réaliser cette tâche, il est crucial d&#39;insérer un PSC réglable dans la cavité. Le coupleur de sortie de la cavité doit être située juste avant le polariseur afin de voir une différence entre l&#39;état de polarisation d&#39;un signal CW et un signal d&#39;impulsion (Figure 2). La biréfringence de l...

Le but de cet article est de présenter une procédure d&#39;alignement d&#39;automatisation pour obtenir le verrouillage de mode (ML) en polarisation non linéaire des lasers à fibre de rotation. Cette procédure est basée sur deux étapes essentielles: la détection du régime ML en mesurant la polarisation du signal de sortie du laser, puis la mise en place d&#39;un système de contrôle d&#39;auto-allumage pour se rendre à ML. lasers à fibre sont devenus un outil important dans l&#39;optique de nos jours. Ils sont une source efficace de la lumière proche infrarouge cohérente et ils sont en train d&#39;étendre dans la partie infrarouge moyen du spectre électromagnétique. Leur faible coût et la facilité d&#39;utilisation en ont fait une alternative intéressante à d&#39;autres sources de lumière cohérente tels que les lasers à l&#39;état solide. Les lasers à fibre peuvent également fournir des impulsions ultracourtes (100 fs ou moins) lorsqu&#39;un mécanisme ML est inséré dans la cavité de la fibre. Il existe de nombreuses façons de concevoir ce mécanisme ML, comme les miroirs de boucle non linéaires et des absorbeurs saturables. L&#39;un de ceux-ci, largement utilisé fou sa simplicité, est basée sur une rotation de polarisation non - linéaire (NPR) du signal 1,2. Il utilise le fait que l&#39;ellipse de polarisation du signal subit une rotation proportionnelle à son intensité telle qu&#39;elle se propage dans les fibres de la cavité laser. En insérant un polariseur dans la cavité, ce NPR conduit à des pertes d&#39;intensité dépendante lors d&#39;un aller-retour du signal. Le laser peut alors être forcé de ML en contrôlant l&#39;état de polarisation. En effet, les parties de haute puissance du signal seront soumis à la diminution des pertes (figure 1) et cela finira par conduire à la formation d&#39;impulsions ultracourtes de lumière lorsque le laser est activé et commence à partir d&#39; un signal bruité faible puissance. Cependant, l&#39;inconvénient de cette méthode est que le contrôleur d&#39;état de polarisation (PSC) doit être correctement aligné pour obtenir ML. Habituellement, un opérateur trouve le ML manuellement en faisant varier la position de la CFP et à analyser le signal de sortie du laser avec une vitesse photodiode, un analyseur de spectre optique ou optique d&#39;auto-corrélation non linéaire. Dès que l&#39;émission d&#39;impulsions est détectée, l&#39;opérateur cesse de faire varier la position de la CFP, étant donné que le laser est ML. Évidemment obtenir le laser à auto-allumage conduit automatiquement à un gain important en matière d&#39;efficacité. Cela est particulièrement vrai lorsque le laser est soumis à des perturbations changeantes de l&#39;alignement ou la configuration de la cavité puisque l&#39;opérateur doit passer par la procédure d&#39;alignement encore et encore. Dans la dernière décennie, différentes méthodes ont été proposées pour réaliser cette automatisation. Hellwig et al. 3 utilisé squeezers piézo-électriques pour contrôler la polarisation en combinaison avec une analyse complète de l&#39;état du signal de polarisation avec un tout-fibre division d&#39;amplitude polarimètre pour détecter ML. Radnarotov et al. 4 utilisé à cristaux liquides PSCs plaque avec une analyse basée sur le spectre RF pour détecter ML. Shen et al. , 5 utilisé presseurs piézo-électriquespour contrôler la polarisation et un / système de compteur à grande vitesse photodiode pour détecter ML. Plus récemment, une stratégie basée sur un algorithme évolutif a été présenté dans laquelle la détection est assurée par une photodiode à bande passante élevée en combinaison avec un auto-corrélateur de second ordre intensimétrique et un analyseur de spectre optique. La commande est ensuite réalisée avec deux PSCs entraînées électroniquement à l&#39; intérieur de la cavité 6. Cet article décrit un moyen novateur de détection de ML et son application à une technique d&#39;automatisation forçant le laser à fibre à ML. La détection de ML du laser est obtenue en analysant la façon dont l&#39;état de polarisation du signal de sortie varie comme l&#39;angle de la CFP est balayée. Comme on le verra, la transition vers ML est associée à un brusque changement de l&#39;état détecté en mesurant l&#39;un des paramètres de Stokes du signal de sortie de polarisation. Le fait qu&#39;une impulsion est plus intense qu&#39;un signal CW et fera l&#39;objet d&#39;une exp plus importante NPRlains ce changement. Depuis la sortie du laser est immédiatement situé avant le polariseur dans la cavité, l&#39;état d&#39;une impulsion à cet endroit de polarisation est différent de l&#39;état de polarisation d&#39;un signal CW (Figure 2) et sera utilisé pour discriminer l&#39;état ML. Les aspects théoriques de cette procédure et sa première mise en œuvre expérimentale ont été présentés dans Olivier et al. 7. Dans cet article, l&#39;accent sera mis sur les aspects techniques de la procédure, ses limites et ses avantages. Cette technique est relativement simple à mettre en œuvre et ne nécessite pas d&#39;instruments de mesure sophistiqués pour détecter l&#39;état ML et automatiser l&#39;alignement du laser pour obtenir ML. Un CFP réglable externe par le biais d&#39;une interface programmable est nécessaire. Différents CSP peuvent en principe être utilisés: piézo-électrique presseurs à cristaux liquides, des plaques d&#39;onde mis en rotation par un moteur, des cristaux magnéto-optiques ou d&#39;un o à base de PSC tout fibre motorisén presser et tordre la fibre 8. Dans cet article, celui-ci est utilisé, un tout-fibre motorisé Yao-type PSC. Pour détecter l&#39;état de polarisation d&#39;un polarimètre commercial coûteux peut être utilisé. Toutefois, étant donné que la valeur du premier paramètre de Stokes est nécessaire, un diviseur de faisceau de polarisation en combinaison avec deux photodiodes sera suffisante comme indiqué dans cet article. Tous ces composants sont peu coûteux pour les lasers à fibre largement utilisés dopées à l&#39;erbium. Une boucle de rétroaction sur la base de cette procédure peut ML trouver en quelques minutes. Ce temps de réponse est appropriée pour la plupart des applications de lasers à fibres et est comparable à celle des autres techniques existantes. En fait, le temps de réponse est limitée par l&#39;électronique utilisée pour analyser la polarisation du signal. Enfin, bien que la procédure est appliquée ici à un laser dopé à l&#39; erbium similariton 9 de fibres, il pourrait être utilisé pour n&#39;importe quel laser à fibre à base NPR dès que l&#39;équipement mentionné ci - dessus , ou ses équivalent devient disponible à la longueur d&#39;onde d&#39;intérêt.

<table><tbody><tr><td>Adaptateur à fibre nue</td><td>Bullet</td><td>NGB-14</td><td></td></tr><tr><td>Contrôleur de polarisation drop-in</td><td>General Photonics Corp.</td><td>Polarite PLC-006</td><td>Contrôleur de polarisation manuel.</td></tr><tr><td>DSP Polarimètre en ligne</td><td>General Photonics Corp.</td><td>Polarimètre POD-101D PolaDetect</td><td>avec connectivité USB/ordinateur série.</td></tr><tr><td>Couperet Fibre</td><td>Fitel</td><td>S323</td><td></td></tr><tr><td>FiberPort</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>PAF-X-2-C</td><td></td></tr><tr><td>Banc de coupleur fixe fibre à fibre</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>FBC-1550-APC N’importe</td><td>quel banc optique peut être utilisé. Un banc à 3 voies serait encore mieux.</td></tr><tr><td>Fusion Splicer</td><td>Fujikura</td><td>FSM-40PM</td><td></td></tr><tr><td>Contrôleur de polarisation haute résolution toutes fibres</td><td>Giga Concept Inc.</td><td>GIG-2201-1300</td><td>Contrôleur de polarisation motorisé tout fibre avec connectivité USB pour ordinateur.</td></tr><tr><td>InGaAs PIN module</td><td>Optoway</td><td>-1310</td><td>Photodiode à queue de cochon.</td></tr><tr><td>Interface de communication d’instrument</td><td>National Instruments</td><td>NI MAX</td><td>Il est livré avec des drivers National Instruments (NI-VISA, NI-DAQmx, etc.)</td></tr><tr><td>Amplificateur opérationnel</td><td>Texas Instruments</td><td>TLO81ACP</td><td></td></tr><tr><td>Powermeter</td><td>optique Newport</td><td>818-IS-1 avec 1835-C</td><td></td></tr><tr><td>Analyseur de spectre optique</td><td>Anritsu</td><td>MS9710C</td><td></td></tr><tr><td>Oscilloscope</td><td>Tektronix</td><td>TDS2022</td><td>Oscilloscope avec connectivité informatique GPIB.</td></tr><tr><td>Module séparateur de faisceau polarisant</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>PSCLB-VL-1550</td><td></td></tr><tr><td>Ruban adhésif en film polyimide</td><td>3M</td><td>5413</td><td>Ruban pour fixer les composants sur la table sans endommager les fibres.</td></tr><tr><td>Interface de langage de programmation graphique (GPLI)Interface</td> <td>LabVIEW</td> de <td>National Instruments</td><td>pour programmer en langage de programmation G et communiquer avec les instruments de laboratoire.</td></tr><tr><td>Logiciel de contrôle du polarimètre</td><td>General Photonics Corp.</td><td>PolaView</td><td>est livré avec le polarimètre General Photonics POD-101D.</td></tr></tbody></table>

automatisation du mode de verrouillage dans un nonlinear polarisation rotation fibre laser par polarisation sortie mesures

Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

Lorsqu&#39;un laser est verrouillé en mode, il émet un train d&#39;impulsions ultracourtes à une fréquence de répétition déterminée par la longueur de la cavité laser. Cet article décrit une procédure nouvelle et peu coûteux à forcer le mode verrouillage dans une polarisation non linéaire laser préréglée en fibre de rotation. Cette procédure est basée sur la détection d&#39;un brusque changement de l&#39;état de polarisation de sortie lorsque le mode de verrouillage se produit. Cette modification est utilisée pour commander l&#39;alignement du contrôleur de polarisation intra-cavité afin de trouver des conditions de mode de verrouillage. Plus précisément, la valeur du premier paramètre de Stokes, varie lorsque l&#39;angle du contrôleur de polarisation est balayé et, en outre, elle subit une variation brusque lorsque le laser entre dans l&#39;état de mode verrouillé. Suivre ce brusque variation fournit un signal pratique facile à détecter qui peut être utilisé pour commander l&#39;alignement du contrôleur de polarisation et conduire le laser vers le mode verrouillage. Cette surveillance est réalisée par l&#39;alimentation d&#39;une petite partiedu signal à un analyseur de polarisation de mesure du premier paramètre de Stokes. Un changement brusque de la lecture de ce paramètre à partir de l&#39;analyseur se produit lorsque le laser entre dans l&#39;état de mode verrouillé. A ce moment, l&#39;angle requis du contrôleur de polarisation est maintenu fixe. L&#39;alignement est terminé. Cette procédure fournit un autre moyen de procédures d&#39;Automatisation existantes qui utilisent un équipement tel qu&#39;un analyseur de spectre optique, un analyseur de spectre RF, une photodiode reliée à une impulsion compteur électronique ou un système de détection non linéaire basée sur l&#39;absorption à deux photons ou génération de seconde harmonique. Il est adapté pour le mode verrouillé par une rotation de polarisation non linéaire des lasers. Il est relativement facile à mettre en œuvre, elle nécessite des moyens peu coûteux, surtout à une longueur d&#39;onde de 1550 nm, et il réduit la production et les coûts d&#39;opération engagés par rapport aux techniques mentionnées ci-dessus.

NPR lasers à fibre mode bloqué sont connus pour fournir une grande variété de régimes d&#39;impulsion tels que des impulsions Q-switch 10, impulsions ML cohérentes, des impulsions de bruit similaires, états liés d&#39;impulsions ML, harmonique ML et structures complexes d&#39;interaction ML impulsions 11. Dans le laser décrit ici, après la biréfringence de la CFP a été fixé pour être en mesure d&#39;obtenir ML, la puissance de la pompe a été ajustée pour être relati...

Un protocole de détection et d’automatisation du verrouillage de mode dans un laser à fibre à rotation de polarisation non linéaire pré-ajusté est présenté. La détection d’un changement soudain de l’état de polarisation de sortie lors du verrouillage de mode est utilisée pour commander l’alignement d’un contrôleur de polarisation intra-cavité afin de trouver des conditions de verrouillage de mode.

Automatisation du mode de verrouillage dans un Nonlinear Polarisation Rotation fibre laser par Polarisation sortie Mesures

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

L'objectif général de cette procédure est de détecter un verrouillage de mode automatisé dans un laser à fibre à rotation non linéaire de la polarisation préajusté. Cette procédure offre une alternative aux méthodes d'automatisation existantes basées sur un analyseur de spectre RF, un analyseur de spectre optique, un système de détection non linéaire ou un dispositif de comptage d'impulsions. Ses principaux avantages sont son coût relativement faible, sa facilité de mise en œuvre et le fait qu'elle ne nécessite qu'une petite fraction de la puissance laser à prélever pour la surveillance.Cette animation montre le concept de verrouillage de modes fondé sur la rotation non linéaire de la polarisation. Le signal est polarisé par le polariseur, puis transformé en un état de polarisation elliptique par le contrôleur de polarisation. La non-linéarité présente dans les fibres de la cavité force une rotation de cette ellipse, proportionnelle à la puissance instantanée du signal.La transmission au niveau du polariseur final favorisera ainsi les parties du signal de forte puissance, conduisant à la formation d'une impulsion. En plaçant un analyseur de polarisation juste avant le polariseur fi

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Automatisation du mode de verrouillage dans un Nonlinear Polarisation Rotation fibre laser par Polarisation sortie Mesures

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