Name: Automatisering van Mode Locking in een lineaire Polarisatie Rotatie Fiber Laser tot Uitvoer Polarisatie Metingen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-28T14:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 18 s
Description: Leer een efficiënte methode voor het automatiseren van mode locking in fiber lasers met behulp van polarisatiemetingen. Dit protocol biedt een kosteneffectieve en eenvoudig te implementeren oplossing voor onderzoekers.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs willen graag Christian Olivier en Philippe Chrétien bedanken voor waardevolle hulp met betrekking tot elektronica, Éric Girard bij GiGa Concept Inc. voor ondersteuning bij de gemotoriseerde polarisatie controller, professor Réal Vallée voor de lening van de commerciële polarimeter en professor Michel Piché voor vele vruchtbare discussies . Dit werk werd ondersteund door het Fonds de recherche du Québec - Nature et technologieën (FRQNT), het Natural Sciences and Engineering Research Council van Canada (NSERC) en Canada Summer Jobs.

1. Opzetten van een Fiber ML Fiber Laser Inclusief een Gemotoriseerde PSC <ol><li> Verzamel de volgende componenten: een single-mode-erbium gedoteerde vezel, een 980/1550 nm wavelength division multiplexer (WDM), een 980/1550 nm WDM-1550 nm isolator hybride component, een 50/50 vezel koppelaar, een vezel polarisator, een gemotoriseerde PSC, twee 980 nm laser pomp diodes, een 99/1 vezel koppelaar en een handleiding inline PSC. </li><li> Snijd de erbium-gedoteerde glasvezel en alle andere fiber-pigtailed componenten aan te passen met de gewenste cavity ontwerp. NB: De gepresenteerde automatisering procedure is geschikt voor fiber lasers op basis van niet-lineaire polarisatie rotatie. Het zou moeten werken voor verschillende operationele regimes zoals de soliton laser, de uitgerekte puls laser, de verdwijnende soliton laser en de similariton laser. De laatste regeling wordt gebruikt in dit experiment. </li><li> Om de laser holte op te bouwen, gebruik dan een vezel fusie splicer aan de holte componenten mee in de aangegeven in het diagram (figuur 3 order &lt;/ Strong&gt;). Voor het uitvoeren van elke fusie splice, het reinigen van de vezels eindigt met isopropylalcohol en klieven ze met een vezelmes. OPMERKING: De interne componenten van de laser zijn de klok mee in de ring holte, een gemotoriseerde PSC, een 980/1550 nm WDM, een met erbium gedoteerde vezel, een 980/1550 nm WDM isolator hybride component, een 50/50 uitgang koppeling en een vezel polarisator. De externe componenten zijn een 99/1 vezel koppelaar en een handmatige inline PSC (zoals in stappen 1,7 en 1,8). OPMERKING: Een vezelsegment van ongeveer 30 cm moet de gemotoriseerde PSC toegevoegd voor het lassen wordt uitgevoerd met de andere componenten van de holte. Hoewel een standaard single-mode fiber werkt, wordt het gebruik van polyimide beklede vezels aanbevolen voor dit segment omdat het beter bestand is tegen de druk van de schroeven van de controller en zal dus langer duren. </li><li> Doe mee aan de pomp laser diodes de WDMS met behulp van de fusie splicer. Nogmaals, het reinigen van de vezels eindigt met isopropyl alin alcohol en klieven ze met een vezelmes voordat elke fusie splice. </li><li> Sluit de laserdiodes aan hun respectieve temperatuurregelaars en de huidige drivers. </li><li> Sluit de intra-cavity gemotoriseerde Yao-type fiber-knijper PSC (figuur 4) aan zijn rij-module en sluit vervolgens de rij-module aan op de USB-poort van een computer. LET OP: Deze poort wordt aangeduid met nummer &quot;COM4&quot; zoals weergegeven in de &quot;Device Manager&quot; van de computer. </li><li> Aan de uitgang van de laser, dat wil zeggen de poort 50/50 koppeling is nog niet gesplitst, splitsen een koppelaar 99/1. NB: De 99% poort is de bruikbare output. De 1% poort wordt gebruikt om de polarisatietoestand in de automatisering procedure volgen. </li><li> Plaats een handleiding PSC langs de vezels van de 1% poort. Om dit te doen, verwijder de schroeven en open de PSC. Steek de vezel in de juiste sleuf en zet de schroeven terug in hun gaten en schroef ze in. </li><li> Splice een hoek gepolijste fiber connector (APC) aan het einde van de 1% poort vezel (na handmatige PVC). Schoon en klieven de vezels eindigt voordat het uitvoeren van de fusie splice. </li><li> Sluit de 99% opbrengst met een optische spectrumanalysator (OSA) met een blote glasvezel adapter. OPMERKING: Zoals later besproken, zal de optische spectrum te zien op de OSA een alternatieve manier om te controleren of de laser ML bieden. </li><li> Verzeker alle vezels en de componenten in de holte correct mee polyimide filmband. LET OP: De vezels en componenten moeten worden voorkomen dat het verplaatsen van onder alle omstandigheden, zoals wanneer de tafel trilt of ventilatoren blazen lucht. De polyimide tape wordt gebruikt om beschadiging van de vezels. </li><li> Draai de druk schroeven van de intra-cavity PSC totdat de vezel begint te licht worden geperst. </li><li> Schakel de pomp lasers diodes en de stromingen passen aan hun maximale waarden zoals gespecificeerd door de fabrikant laserdiode. </li><li> Start het instrument communicatie-interface. In de &quot;Peripherals en Interface &quot;kolom aan de linkerkant, kies&quot; COM4 &quot;. Klik op&quot; Open VISA testpanel &quot;. Klik op&quot; Input / Output &quot;. Dan, in&quot; Selecteer of typ opdracht &quot;type&quot; SM, 500,3000 n &quot; en klik op de knop &quot;Query&quot;. Dit commando&#39;s het PVC om te draaien met 3.000 stappen van 0,1125 ° met de klok mee. Terwijl u dit doet, de PSC bereikt een mechanische stop. </li><li> In de &quot;Selecteer of typ bevel&quot; van de &quot;COM4&quot; test panel, type &quot;SM, 500, -10 n&quot; en klik op de knop &quot;Query&quot;. Het PVC draait dan ongeveer 1 ° tegen de klok in. Controleer of ML wordt bereikt door te kijken naar de optische spectrum op de OSA. ML wordt bereikt wanneer de volledige breedte op halve hoogte van het optische spectrum van de orde van enkele tientallen nanometers (figuur 5). Als ML wordt bereikt, houdt de dubbele breking en de vaste hoek en ga naar stap 1.18. </li><li> Als ML niet wordt bereikt, herhaal 1.15 totdat ML of de maximale hoek Attainable met de PSC is bereikt. </li><li> Als de maximale hoek van de PSC wordt bereikt voordat ML optreedt, verhoging van de dubbele breking van de PSC door iets aandraaien van de druk schroeven en herhaal de stappen 1.14, 1.15 en 1.16 zo vaak als nodig is om ML krijgen. </li><li> Zodra ML is bereikt, verminderen de pomp bevoegdheden om hun minimale waarde waardoor ML zelf-start. Om dit te doen, het verminderen van de pomp bevoegdheden tot ML is verloren. Dan, breng ze langzaam terug in de richting van de kleinste waarde die ervoor zorgt dat de ML verschijnen. Schakel de pomp uit en weer aan en controleer of de laser-modus sloten door zelf. Verhoog de pomp bevoegdheden iets te zorgen voor de ML stabiel en zelf-start telkens wanneer de laser wordt ingeschakeld. </li></ol> 2. Het analyseren van de polarisatie van het uitgangssignaal <ol><li> Koppel de 1% kraan naar een commerciële polarimeter. </li><li> Sluit de polarimeter op de computer met een USB-poort. </li><li> In de &quot;Selecteer of typ bevel&quot; van de &quot;COM4&quot; test panel, tyPE &quot;SM, 500,3000 n&quot; en klik op de knop &quot;Query&quot;. </li><li> Voer de commerciële polarimeter beheersen van software en start de polarisatie meting door te klikken op de knop &quot;Start&quot;. </li><li> In de &quot;Selecteer of typ bevel&quot; van de &quot;COM4&quot; test panel, type &quot;SM, 500, -10 n&quot; en klik op de knop &quot;Query&quot;. Let op de polarisatietoestand van de polarimeter. </li><li> Herhaal stap 2,5 zo vaak als nodig is om het hele bereik van hoeken toegestaan ​​door de binnenholtetoedienorgaan PSC dekken. Op dat de polarisatietoestand varieert zeer gelijkmatig aan de hoek behalve aan de specifieke hoeken waarin ML bereikt zoals blijkt door gelijktijdig kijken naar de breedte van het optische spectrum van de OSA. </li><li> Herhaal stap 2,3-2,6 maar deze keer, in plaats van alleen kijken naar de polarisatietoestand, noteer de waarden van de Stokes parameters S 1, S2 en S3 als functies de hoek van het PVC (figuur 6). Om deze waarden duidelijk te zien, kies &quot;Meet- → Oscilloscoop&quot; in het menu van de software en kijk voor de gemiddelde waarden van S1, S2 en S3. Tegelijkertijd kijken naar de optische spectrum en de hoeken waarvoor de laser ML opnemen. </li></ol> 3. Opzetten van een terugkoppellus om de uitlijning van de PSC automatiseren met behulp van de Commercial polarimeter Metingen <ol><li> Zet de computer uit. </li><li> Sluit de seriële poort van de commerciële polarimeter op de seriële poort &quot;COM1&quot; van de computer. Herstart de computer en de polarimeter. </li><li> Start de grafische programmeertaal interface (GPLI) dat het lezen van de polarimeter via &quot;COM1&quot; en de controle van de gemotoriseerde PSC via &quot;COM4&quot; zal toestaan. </li><li> In de GPLI, klik op &quot;Blank VI&quot;. Selecteer vervolgens &quot;Window →Tegel links en rechts &quot;. NB: Het scherm zal dan worden verdeeld in twee delen. Het blokschema wordt getoond aan de rechterkant. Het wordt gebruikt om het script met verschillende functies geassocieerd met verschillende iconen. Het frontpaneel wordt weergegeven aan de linkerkant. Het wordt gebruikt om de opdrachten en de afmetingen wanneer het script wordt uitgevoerd geven. </li><li> In het blokschema raam van de GPLI ontwikkelen een ML script hiertoe gebruik met commerciële polarimeter (zie figuur 7). LET OP: Dit script leest S 1 van de polarimeter en maakt gebruik van zijn waarde om feedback te geven en te bereiken van de juiste uitlijning van de PSC hoek leidt tot ML. De detectie van ML wordt bereikt door te zoeken naar een discontinuïteit in de variatie van S 1 als de hoek wordt gevarieerd. Opmerking: Het commando gebruikt om het PVC te bedienen via &quot;COM4&quot; zijn dezelfde als die welke zijn uiteengezet in stappen 2,3 en 2,5. Het commando om te lezen S 1 </sub&gt; op de commerciële polarimeter via &quot;COM1&quot; is &quot;* SOP? n&quot;. </li><li> Sla het script door te klikken op &quot;File → Save&quot; en start het daarna door te klikken op de &quot;→&quot; toets. De PSC is terug naar zijn mechanische aanslag gebracht, dan is het draaien met stappen van ongeveer 1 ° tot ML is bereikt, waarin de waarde van S 1 zoals het evolueert. </li></ol> 4. Het bouwen van een rudimentaire Homemade Polarisatie Analyzer <ol><li> Sluit een oscilloscoop aan op de computer met behulp van de GPIB interface. </li><li> Zet een polariserende straaldelerkubus (PBS) op een optische bank. </li><li> Opgezet drie FC / APC fiber optics poort collimatoren met PBS (Figuur 8). OPMERKING: Eén van de havens is de input. De andere twee zijn de uitgangen voor de x- en y-polarisatie componenten van het signaal. </li><li> Sluit een fiber-pigtailed InGaAs PIN fotodiode om de eerste uitgang. </li><li> Sluit de fotodiode een trans-impedance schakeling (figuur 9). </li><li> Sluit de elektrische uitgang van de schakeling op kanaal 1 van de oscilloscoop. </li><li> Schakel de trans-impedantie circuit. </li><li> In de GPLI, lees de gemiddelde waarde van de spanning op kanaal 1 van de oscilloscoop via de GPIB aansluiting met behulp van de commando&#39;s &quot;measu: IMM: SOU ch1;&quot; kanaal 1 van de oscilloscoop te selecteren, &quot;measu: IMM: TYPE gemiddelde;&quot; het meten definiëren een gemiddelde spanning, worden &quot;: IMM: measu? VAL &#39; om de waarde te krijgen en tot slot &quot;measu: IMM: UNI? &#39; de eenheden van de meting te verkrijgen. Sla het script door te klikken op &quot;File → Save&quot; en start het daarna door te klikken op de &quot;→&quot; toets. </li><li> Sluit de 1% output van de laser op de ingangspoort van de PBS en zet de laser op een willekeurig pompvermogen. Dit gaf een 1550 nm optische signaal aan de ingang. </li><li> Meet de gemiddelde spanning aan de eerste uitgang. Vervolgens koppelt u de fiber-pigtailed fotodiode en vervangdoor een commercieel power-meter. Meet de optische vermogen bij deze uitgang. </li><li> Herhaal stap 4,10 onder variatie van de kracht van het optisch ingangssignaal. De spanning moet lineair variëren met de optisch vermogen. Zoek de coëfficiënten van deze lineair verband. LET OP: Deze relatie zal in stap 4.20 worden gebruikt om P x te verkrijgen van de gemeten spanning. </li><li> Sluit een tweede vezel-pigtailed InGaAs PIN fotodiode met de tweede uitgang van de PBS. </li><li> Sluit de fotodiode om een ​​tweede trans-impedantie circuit. </li><li> Sluit de elektrische uitgang van de schakeling op kanaal 2 van de oscilloscoop. </li><li> Schakel de trans-impedantie circuit. </li><li> In de GPLI, lees de gemiddelde waarde van de spanning op kanaal 2 van de oscilloscoop via de GPIB aansluiting met behulp van de commando&#39;s &quot;measu: IMM: SOU ch2;&quot; kanaal 2 van de oscilloscoop te selecteren, &quot;measu: IMM: TYPE gemiddelde;&quot; het meten definiëren een gemiddelde spanning, &quot;measu zijn: IMM VAL?4; om de waarde te krijgen en tot slot &quot;measu: IMM: UNI? &#39; de eenheden van de meting te verkrijgen. Sla het script door te klikken op &quot;File → Save&quot; en start het daarna door te klikken op de &quot;→&quot; toets. </li><li> Draai de laser op een willekeurig pompvermogen. </li><li> Meet de gemiddelde spanning aan de tweede uitgang. Vervolgens koppelt u de fiber-pigtailed fotodiode en te vervangen door een commerciële power-meter. Meet de optische vermogen bij deze uitgang. </li><li> Herhaal stap 4,18 onder variatie van de kracht van het optisch ingangssignaal. Zorg ervoor dat de spanning lineair varieert met de optisch vermogen. OPMERKING: Zoek de coëfficiënten van deze lineair verband. Deze relatie wordt in stap 4,20 tot Py verkrijgen van de gemeten spanning. </li><li> Na het opzetten van de tweede detector P y te meten, gebruikt u de GPLI om de eerste Stokes parameter S 1 gedefinieerd als S 1 = berekenen ( <em&gt; P x - P y) / (P x + P y). De zelfgemaakte rudimentaire polarisatie analyser is nu klaar voor gebruik. </li></ol> 5. Het vervangen van de Commercial polarimeter door de Homemade Polarisatie Analyzer in de Automatisering <ol><li> Sluit de 1% output van de laser om de zelfgemaakte polarisatieanalysator ingang (zoals bij stap 4,9). </li><li> Meet de eerste Stokes parameter S 1 als functie van de hoek van de PSC (figuur 10) door het herhalen van stap 2.7 met de zelfgemaakte polarisatieanalysator (in plaats van de commerciële polarimeter). Let op de S 1 grafiek automatisch updaten bij elke stap. Zich aan een discontinue sprong in de waarde van S 1 wanneer ML optreedt (dit is het geval bij gebruik van de commerciële polarimeter). LET OP: Gebruik een GPLI script om deze taak uit te voeren automattisch. Dit script is gebaseerd op een lus die de hoek van de PSC verschilt per stappen van 1 ° (met de opdracht &quot;SM, 500, -10 n&quot; naar &quot;COM4&quot;) en leest de waarde van S 1 van de zelfgemaakte polarisatieanalysator bij elke stap. </li><li> Het script ontwikkeld in 3,5 zodat, in plaats van de waarde gegeven door de commerciële polarimeter wijzigen, wordt het Px en Py de zelfgemaakte polarisatieanalysator en berekent dan S 1 = (P x P y) / (Px + Py). </li><li> Met het nieuwe script op basis van de zelfgemaakte polarisatieanalysator de laser automatisch ml in een wijze zoals in stap 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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Het is aangetoond dat het mogelijk is de ML van NPR vezels ringlasers automatiseren met een terugkoppellus op output polarisatiemetingen. Om deze taak te realiseren is het cruciaal om een ​​verstelbare PSC in de holte in te voegen. De uitgangskoppelaar van de holte moet zich net vóór de polarisator om een verschil tussen de polarisatietoestand van een CW signaal en een pulssignaal (Afbeelding 2) zien. De dubbele breking van de PSC moet vooraf worden ingesteld dat ML te vinden en het pompvermogen worden ...

Het doel van dit artikel is om een ​​automatiseringssysteem alignment procedure tot stand vergrendeling (ML) in niet-lineaire polarisatie rotatie fiber lasers komen presenteren. Deze procedure is gebaseerd op twee essentiële stappen: detecteren van de ML regime door meting van de polarisatie van het uitgangssignaal van de laser en het opzetten van een zelf-start controlesysteem om ML te komen. Fiber lasers hebben een belangrijk instrument in de optica tegenwoordig geworden. Ze zijn een efficiënte bron van coherente nabij-infrarood licht en ze nu uitstrekt in het midden-infrarode deel van het elektromagnetische spectrum. Hun lage kosten en gebruiksgemak hebben ze maakte een aantrekkelijk alternatief voor andere bronnen van coherent licht, zoals solid-state lasers. Vezellasers Ook kunnen ultrakorte pulsen (100 FSEC of minder) wanneer een ML mechanisme de vezels holte wordt ingebracht. Er zijn vele manieren om dit mechanisme ML te ontwerpen, zoals niet-lineaire loop spiegels en verzadigbaar absorbers. Een daarvan, gebruikte fof zijn eenvoud, is niet-lineair polarisatiedraaiing (NPR) van het signaal 1,2. Het maakt gebruik van het feit dat de polarisatie-ellips van het signaal ondergaat een rotatie evenredig toenam naarmate hij zich voortplant in de vezels van de laserholte. Door een polarisator in de holte, het NPR leidt tot intensiteitsafhankelijke verliezen tijdens een rondreis van het signaal. De laser kan vervolgens worden gedwongen ML door regeling van de polarisatietoestand. In feite zal de hoogvermogen gedeelten van het signaal worden onderworpen aan lagere verliezen (figuur 1) en dit leidt uiteindelijk tot de vorming van ultrakorte lichtpulsen wanneer de laser wordt ingeschakeld en gaat uit van een laagvermogen ruissignaal. Echter, het nadeel van deze methode is dat de polarisatietoestand controller (PSC) correct worden uitgelijnd ML krijgen. Gewoonlijk exploitant vindt de ML handmatig door het variëren van de positie van het PVC en analyseren van het uitgangssignaal van de laser met een snelle photodiode een optische spectrum analyser of een niet-lineair optisch autocorrelator. Zodra de emissie van pulsen wordt gedetecteerd, stopt de aandrijving variëren van de positie van het PVC omdat de laser ML. Uiteraard krijgen de laser self-start automatisch leidt tot een belangrijke winst in efficiëntie. Dit is vooral het geval wanneer de laser is onderhevig aan verstoringen wijziging van het tracé of de holte configuratie, omdat de exploitant moet opnieuw en opnieuw door de alignment procedure. In het afgelopen decennium zijn verschillende werkwijzen voorgesteld om deze automatisering. Hellwig et al. 3 gebruikte piëzo-elektrische squeezers polarisatie in combinatie bedienen met een volledige analyse van de polarisatietoestand van het signaal met een all-fiber-divisie van amplitude polarimeter ML detecteren. Radnarotov et al. 4 gebruikt liquid-crystal plaat PSC&#39;s met een analyse op basis van de RF-spectrum te ML detecteren. Shen et al. 5 gebruikt piëzo-elektrische Squeezerspolarisatie en een fotodiode / high-speed teller systeem ML detecteren beheersen. Recenter een strategie gebaseerd op een evolutionair algoritme gepresenteerd waarin de detectie wordt verschaft door een hoge-bandbreedte fotodiode in combinatie met een tweede-orde intensimetric autocorrelator en een optische spectrumanalysator. De controle wordt dan uitgevoerd met twee elektrisch aangedreven PSC binnenin de holte 6. Dit artikel beschrijft een innovatieve manier van opsporen ML en de toepassing ervan op een automatiseringssysteem techniek waardoor de fiber laser ML. De detectie van ML van de laser wordt bereikt door te analyseren hoe de uitvoer polarisatietoestand van het signaal varieert de hoek van de PSC wordt geveegd. Zoals zal worden aangetoond, wordt de overgang naar ML wijst op een plotselinge verandering in de polarisatietoestand gedetecteerd door het meten van een van de Stokes parameters van het uitgangssignaal. Dat is een puls intenser dan een CW-signaal en een belangrijkere NPR exp ondergaanLains deze verandering. Aangezien de uitgang van de laser direct geplaatst voor de polarisator in de holte, de polarisatietoestand van een puls op deze locatie verschilt van de polarisatietoestand van een CW-signaal (figuur 2) en wordt gebruikt om de toestand ML discrimineren. Theoretische aspecten van deze procedure en de eerste experimentele toepassing werden in Olivier et al. 7. In dit artikel zal de nadruk liggen op de technische aspecten van de procedure, de beperkingen en de voordelen ervan. Deze techniek is relatief eenvoudig uit te voeren en vereist geen geavanceerde meetinstrumenten de ML toestand detecteren en automatiseren van de uitlijning van de laser ML krijgen. Een PSC instelbaar extern via een programmeerbare interface nodig. Verschillende PSC kunnen worden gebruikt in principe: piëzo-elektrische squeezers, vloeibaar kristal, wave-platen geroteerd door een motor, magneto-optische kristallen of gemotoriseerde alle vezels PSC geban knijpen en verdraaien van de vezel 8. In dit artikel wordt deze gebruikt, all-fiber gemotoriseerde Yao-type PSC. De polarisatietoestand een dure commerciële polarimeter kan worden gedetecteerd. Omdat slechts de waarde van de eerste parameter Stokes vereist, een polariserende bundelsplitser in combinatie met twee fotodiodes voldoende zijn zoals in dit artikel. Al deze componenten zijn goedkoop voor de veelgebruikte erbium gedoopte fiber lasers. Een terugkoppellus basis van deze procedure ML vinden in enkele minuten. Deze reactietijd is geschikt voor de meeste toepassingen van vezellasers en is vergelijkbaar met de andere technieken. In feite is de responstijd beperkt door de elektronica die de polarisatie van het signaal te analyseren. Tot slot, hoewel bovenstaande werkwijze wordt toegepast op een similariton 9 erbium gedoopte fiber laser, kan worden zodra gebruikt voor NPR gebaseerd vezellaser zoals de bovengenoemde machine zijn equivalent beschikbaar is bij de golflengte van belang.

<table><tbody><tr><td>Bare-Fiber adaptor</td><td>Bullet</td><td>NGB-14</td><td></td></tr><tr><td>Drop-in polarization controller</td><td>General Photonics Corp.</td><td>Polarite PLC-006</td><td>Handmatige polarisatiecontroller.</td></tr><tr><td>DSP In-line polarimeter</td><td>General Photonics Corp.</td><td>POD-101D PolaDetect</td><td>Polarimeter met USB/seriële computerconnectiviteit.</td></tr><tr><td>Fiber Cleaver</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>Fixed Fiber-to-Fiber Coupler Bench</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>FBC-1550-APC</td><td>Elke optische bank zou kunnen worden gebruikt. Een 3-wegbank zou zelfs beter zijn.</td></tr><tr><td>Fusion Splicer</td><td>Fujikura</td><td>FSM-40PM</td><td></td></tr><tr><td>High resolution all fiber polarization controller</td><td>Giga Concept Inc.</td><td>GIG-2201-1300</td><td>Gemotoriseerde polarisatiecontroller voor alle vezels met USB-computerconnectiviteit.</td></tr><tr><td>InGaAs PIN PD module</td><td>Optoway</td><td>PD-1310</td><td>Fotodiode met staart.</td></tr><tr><td>Instrument communication interface</td><td>National Instruments</td><td>NI MAX</td><td>Wordt geleverd met National Instruments drivers (NI-VISA, NI-DAQmx, etc.)</td></tr><tr><td>Operational amplifier</td><td>Texas Instruments</td><td>TLO81ACP</td><td></td></tr><tr><td>Optical Powermeter</td><td>Newport</td><td>818-IS-1 met 1835-C</td><td></td></tr><tr><td>Optical spectrum analyzer</td><td>Anritsu</td><td>MS9710C</td><td></td></tr><tr><td>Oscilloscope</td><td>Tektronix</td><td>TDS2022</td><td>Oscilloscoop met GPIB computerconnectiviteit.</td></tr><tr><td>Polarizing beamsplitter module</td><td>Thorlabs Inc.</td><td>PSCLB-VL-1550</td><td></td></tr><tr><td>Polyimide Film Tape</td><td>3M</td><td>5413</td><td>Tape om de componenten op de tafel te bevestigen zonder de vezels te beschadigen.</td></tr><tr><td>Graphical programming language interface (GPLI)</td><td>National Instruments</td><td>LabVIEW</td><td>Interface om te programmeren in G Programming Language en om te communiceren met laboratoriuminstrumenten.</td></tr><tr><td>Polarimeter controlling software</td><td>General Photonics Corp.</td><td>PolaView</td><td>Wordt geleverd met de polarimeter General Photonics POD-101D.</td></tr></tbody></table>

automatisering van mode locking in een lineaire polarisatie rotatie fiber laser tot uitvoer polarisatie metingen

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

Wanneer een laser geblokkeerde modus zendt een trein van ultrakorte pulsen met een herhalingsfrequentie wordt bepaald door de laser holtelengte. Dit artikel beschrijft een nieuwe en goedkope procedure tot stand vergrendelende kracht in een vooraf ingestelde lineaire polarisatiedraaiing vezellaser. Deze procedure is gebaseerd op de detectie van een plotselinge verandering in de output polarisatietoestand bij wijze vergrendeling optreedt. Deze verandering wordt gebruikt om de uitlijning van het binnenholtetoedienorgaan polarisatie controller opdracht om mode locking jasje. Meer specifiek is de waarde van de eerste parameter Stokes varieert wanneer de hoek van de polarisatie controller wordt geveegd en bovendien ondergaat een abrupte verandering zonder dat de laser gaat de modus vergrendelde toestand. Monitoring deze abrupte verandering een praktische eenvoudig te detecteren signaal dat kan worden gebruikt om de uitlijning van de polarisatie controller opdracht en drijven de laser richting modus vergrendeling. Deze controle wordt bereikt door het toevoeren van een klein deelvan het signaal naar een polarisatieanalysator meting Stokes de eerste parameter. Een plotselinge verandering in de uitgelezen deze parameter uit de analysator in werking wanneer de laser gaat de modus vergrendelde toestand. Op dit moment is de gewenste hoek van de polarisatie controller vast blijft. De uitlijning is voltooid. Deze procedure verschaft een alternatieve manier om bestaande automatiseren procedures apparatuur zoals een optische spectrumanalysator, een HF-spectrum analyser, een fotodiode verbonden met een elektronische puls-teller of een lineaire detectie regeling op basis van twee-foton absorptie of frequentieverdubbeling. Het is geschikt voor lasers stand vergrendeld door lineaire polarisatie draaien. Het is relatief eenvoudig te implementeren, vereist goedkope middelen, in het bijzonder bij een golflengte van 1550 nm, en het verlaagt de productie en exploitatie kosten in vergelijking met de bovengenoemde technieken.

NPR modusvergrendelde fiber lasers is bekend dat een groot aantal pulsen regimes als Q-geschakelde pulsen 10, coherente ML pulsen, ruisachtige pulsen, gebonden toestanden van ML pulsen, harmonisch ML en complexe structuren interactie ML pulsen 11 leveren. In de hier beschreven laser, na de dubbele breking van de PSC vastgesteld kunnen ML krijgen, werd de pompkracht toe die relatief dichtbij de drempel van enkele puls ML. Daarbij het aantal concurrerende regimes werd...

Een protocol om modusvergrendeling in een vooraf ingestelde niet-lineaire polarisatiedraaiingsvezellaser te detecteren en te automatiseren wordt gepresenteerd. De detectie van een plotselinge verandering in de uitgangspolarisatietoestand wanneer modusvergrendeling optreedt, wordt gebruikt om de uitlijning van een intra-cavitaire polarisatiecontroller aan te sturen om modusvergrendelingscondities te vinden.

Automatisering van Mode Locking in een lineaire Polarisatie Rotatie Fiber Laser tot Uitvoer Polarisatie Metingen

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 ...

Het algemene doel van deze procedure is het detecteren van een automatische mode-locking in een vooraf ingestelde fiberlaser met niet-lineaire polarisatierotatie. Deze procedure biedt een alternatief voor bestaande automatiseringsprocedures die gebaseerd zijn op een RF-spectrumanalyzer, een optische spectrumanalyzer, een niet-lineair detectieschema of een pauzetellingsapparaat. De belangrijkste voordelen zijn dat het relatief goedkoop is, eenvoudig te implementeren is en slechts een klein fractie van de laseruitvoer vereist voor monitoring.Deze animatie illustreert het concept van mode-locking op basis van niet-lineaire polarisatierotatie. Het signaal wordt gepolariseerd door de polarisator en vervolgens door de polarisatiecontroller omgezet in een elliptische polarisatietoestand. De huidige niet-lineariteit in de vezels van de caviteit dwingt een rotatie van deze ellips af, die proportioneel is aan het ogenblikkelijke vermogen van het signaal.Transmissie bij de uiteindelijke polarisator zal dus de transmissie van hoogvermogensgedeelten van het signaal bevoordelen, wat leidt tot de vorming van een puls. Door een polarisatie-analyser vlak voor de uiteindelijke polarisator te plaatse

automation-mode-locking-nonlinear-polarization-rotation-fiber-laser

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Er worden grote laser-interferometers gebouwd om een nieuw type sterrenkunde te creëren op basis van zwaartekrachtgolven. Hun gevoeligheden, net als voor veel andere hoogprecisie-experimenten, naderen fundamentele ruislimieten zoals de atoomtrillingen van hun componenten. We zijn pioniers in technologieën om deze limieten te overwinnen door gebruik te maken van nieuwe laserstraalvormen.

De Generatie van het Hoger-orde Laguerre-Gauss Optische Balken voor hoge-precisie interferometrie

Wij ontwikkelen en karakteriseren van een ongeordende polymeer optische vezel die dwars Anderson lokalisatie gebruikt als een roman golfgeleidend mechanisme. Dit microgestructureerde vezel kan een kleine gelokaliseerde bundel transporteren met een straal die vergelijkbaar is met de bundel straal van conventionele optische vezels.

Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht

We hebben een labelvrij biosensing-systeem ontwikkeld op basis van optische resonatortechnologie, bekend als Frequency Locking Optical Whispering Evanescent Resonator (FLOWER), dat in staat is om enkele moleculen in oplossing te detecteren. Hier worden de procedures achter dit werk beschreven en gepresenteerd.

Label-free Single Molecule Detectie Met behulp microtoroıde optische resonatoren

Dit werk beschrijft de fabricage en karakterisering van anisotrope lekke modus modulatoren voor holografische video.

Karakterisering van Anisotropisch Leaky Mode Modulators voor Holovideo

We presenteren een protocol voor het creëren van een realtime film van een moleculair rotatiegolfpakket met behulp van een hoogwaardige Coulomb-explosie-beeldvormingsopstelling.

Direct Imaging van Laser-driven Ultrasnelle Moleculaire Rotation

Silicon fotonische chips hebben het potentieel om complexe geïntegreerde quantum systemen te realiseren. Hier voorgesteld is een werkwijze voor het bereiden en testen van een silicium chip voor fotonische quantum metingen.

Meting van Quantum Interference in een Silicon Ring Resonator Photon Source

We presenteren een parametrische aandrijfmethode om een ultrakoud Fermi-gas in een gekruiste-bundel optische dipoolval af te koelen. Deze methode verwijdert selectief atomen met hoge energie uit de val door de valdiepte periodiek te moduleren met frequenties die resonant zijn met de anharmonische componenten van het vanggewricht.

Koelen van een Optisch Trapped ultrakoude Fermi Gas door Periodiek Driving

We laten zien hoe het complexe gebied van laserstralen coderen met behulp van een Eénfase-element. Een common-pad interferometer is werkzaam te mengen van de fase-informatie die wordt weergegeven in een alleen-fase ruimtelijke lichtmodulator ten slotte ophalen het patroon van de gewenste complex terrein aan de uitgang van een optisch imaging systeem.

De Amplitude en fase van laserstralen vormgeven met behulp van een alleen-fase ruimtelijke lichtmodulator

We beschrijven een optisch systeem voor het genereren van onvoorwaardelijke polarisatie-verstrikt fotonen op basis van meerdere kwantum interferentie-effecten met een detectie schema om de experimentele betrouwbaarheid van gegenereerde verstrikt fotonen te schatten.

Een fotonisch systeem voor het opwekken van onvoorwaardelijke polarisatie-verstrikt fotonen op basis van meervoudige kwantum interferentie

Een methode wordt gepresenteerd voor het bouwen van een aangepaste lage kosten, modus-vergrendelde femtosecondelaser Fiber laser voor potentiële toepassingen in multiphoton microscopie, endoscopie, en photomedicine. Deze laser is gebouwd met behulp van commercieel verkrijgbare onderdelen en elementaire splicing technieken.

Goedkope Custom fabricage en modus-vergrendelde werking van een all-Normal-dispersie Femtosecond Fiber laser voor Multiphoton microscopie

Hier gepresenteerd is een methode om de birefringence van vacuüm ramen te meten door het maximaliseren van de fluorescentie telt uitgezonden door Doppler gekoeld 25Mg+ ionen in een ionenval. De birefringence van vacuümvensters zal de polarisatietoestanden van de laser veranderen, die kunnen worden gecompenseerd door de azimuthalhoeken van externe golfplaten te veranderen.

In Situ Meting van Vacuüm Venster Birefringence met behulp van 25Mg+ Fluorescentie

Leer een efficiënte methode voor het automatiseren van mode locking in fiber lasers met behulp van polarisatiemetingen. Dit protocol biedt een kosteneffectieve en eenvoudig te implementeren oplossing voor onderzoekers.

Automatisering van Mode Locking in een lineaire Polarisatie Rotatie Fiber Laser tot Uitvoer Polarisatie Metingen

Meer video's verkennen