Characterization of integrable photonic sources of pulsed light via mode-locked ring laser diode

摘要

El presente proyecto ha consistido en el estudio en profundidad de una serie de láseres en anillo enganchados en fase, integrados en una placa de circuito. Los láseres en anillo de semiconductor son una fuente atractiva de pulsos ópticos para los sistemas fotónicos integrados que necesitan componentes compactos y económicos, necesarios para un desarrollo comercial exitoso. Además, estos diodos láser pueden ser integrados junto con otros componentes ópticos en el mismo circuito, lo que reduce su tamaño, las pérdidas y el precio. El hecho de que sean láseres enganchados en fase contribuye a generar pulsos cortos de luz a una determinada tasa de repetición, por lo que los láseres de anillo son una gran fuente de luz para muchas aplicaciones, especialmente en el área de las comunicaciones. Tres interfaces software han sido desarrollados para interactuar con los instrumentos presentes en el laboratorio para automatizar las medidas que se han tomado. El objetivo era medir parámetros típicos de los láseres en estudio: la curva de potencia óptica frente a la intensidad (curva PI), el espectro de radiofrecuencia junto con su ruido de fase y la autocorrelación de los pulsos de luz presentes en la guía onda de salida del láser. También se ha incluido la medida del espectro óptico para completar los resultados. Los resultados obtenidos de la curva PI han permitido determinar la corriente umbral de los diodos láser en anillo y los distintos regímenes de trabajo. Las medidas del espectro óptico y de radiofrecuencia han contribuido a establecer la hipótesis de funcionamiento en modos enganchados en fase, y este hecho ha sido corroborado por el estudio de autocorrelación de los pulsos emitidos. Por último, algunos resultados muy interesantes pueden ser extraídos de estas últimas medidas sobre una estructura de anillo láser simétrico con dos secciones SOA y un absorbente saturable. En primer lugar, se ha corroborado que el régimen de modos enganchados en fase se induce a través de una polarización inversa en el contacto del absorbente saturable, apareciendo pulsos de luz ultracortos bien definidos. En segundo lugar, se ha demostrado que la forma y el ancho de estos pulsos se puede controlar a través de la polarización asimétrica de sus dos secciones de ganancia. La tasa de repetición del láser simétrico es de 14,98 GHz y se han obtenido pulsos de entre 1 y 2 picosegundos de ancho temporal. Los mejores resultados incluso ofrecen un ancho de pulso temporal por debajo de 1 ps con un perfil lorentziano, que es un hecho muy interesante. ______________________________________________________________________________________________________________________________