[pt] Este trabalho apresenta alguns estudos experimentais sobre a geração de pulsos óticos curtos com lasers semicondutores e a deteção desses pulsos. Descreve-se inicialmente a geração de pulsos elétricos curtos com geradores a transistor avalanche e chaves fotocondutivas. Foi desenvolvido um modelo de circuito equivalente para lasers multi-modos, que permite simular com precisão a resposta ótica do dispositivo para diferentes condições de alimentação. Foram também desenvolvidos transformadores de impedância de larga banda passante. Linhas de transmissão de diversos tipos e substratos de diferentes constantes dielétricas foram empregados. Comprovou-se experimentalmente a melhoria da resposta ótica do laser a pulsos curtos de corrente com o uso desses transformadores, comparada com os arranjos convencionais. Mostrou-se também experimentalmente que os transformadores aqui desenvolvidos proporcionam um aumento significativo na largura de banda de sistemas de fotodetetores rápidos. São apresentados resultados experimentais de geração de pulsos óticos curtos com lasers semicondutores, usando-se as técnicas de mode-locking e chaveamento de ganho. Finalmente são sugeridas algumas técnicas alternativas para a medição indireta dos pulsos gerados pelo processo de mode-locking, e são mostrados alguns resultados preliminares. / [en] This work presents experimental studies on the generation of short duration optical pulses with semiconductor lasers and the detection of these pulses. The generation of high- speed electrical pulses with avalanche transistors and photoconductive switches is described. An equivalent circuit model for multimode lasers was developed, which permits simulating accurately the optical response of the devide under various bias conditions. Impedance transformers of large bandwidth were also developed. Transmission lines of several types and substrates with various dielectric constants were employed. A significant improvement of the optical response of the laser to short duration current pulses was experimentally observed with the use of the transformers, compared to conventional arrangements. It was also observed a significant increase in the bandwith of high- speed photodiode systems. Results are describe on the generation of short duration optical pulses with semiconductor lasers, using the techniques of mode-locking and gain switching. Finally, alternative high-speed techniques are suggested for the measurement of the pulses generated by mode-locking, and preliminary results are presented.

[pt] Neste trabalho, descreve-se a geração de pulsos ópticos curtos com diferentes taxas de repetição, para aplicações em sistemas de transmissão de sólitons. Para isto foi desenvolvido um laser a fibra em anel operando na terceira janela de comunicações ópticas (em 1.55 mm), capaz de gerar pulsos curtos, utilizando a técnica de mode-locking ativo. Na configuração empregada o modulador de Mach- Zehnder, normalmente usado, foi substituído por um laser DFB, funcionando como modulador de intensidade e, ao mesmo tempo, como filtro óptico sintonizável. O laser semicondutor tem seu ganho chaveado através de modulação direta, levando a cavidade e operar no regime de mode- locking harmônico. Uma sintonia contínua de comprimentos de onda pode ser obtida, simplesmente, variando-se a temperatura do diodo laser. Foram analisados aspectos como estabilidade, duração e pureza espectral dos pulsos ópticos emitidos por essa fonte, bem como sua faixa de sintonia de comprimentos de onda e possíveis taxas de repetição. Os pulsos ópticos gerados foram transmitidos através de enlaces ópticos com fibra óptica convencional, comprovando-se a propagação de sólitons. / [en] In this dissertation, it is depicted short optical pulses generation with different repetition rates, for soliton based transmission systems applications. In order to accomplish that, a fiber laser operating at the third window of the optical communication (1.55 um) was developed, capable of generate short pulses, through the active mode-locking technique. Within the current configuration, the Mach-Zehnder modulator, usually employed, was replaced by a DFB laser, running as both an intensity modulator and tunable optical filter. The semiconductor laser was gain switched through direct modulation, leading the cavity to operate on harmonic mode- locking scheme. A continuous wavelength tuning could be achieved by changing the temperature of the diode laser. Several aspects were analyzed, such as stability, duration and spectral purity of the optical pulses generated by this source. The wavelength tuning range and its possible repetition rates were also investigated. The optical pulses were transmitted through standard optical fiber links, demonstrating the propagation of solitons.

[pt] Neste trabalho apresenta-se a implementação de um sistema de medição de pulsos ópticos curtos gerados por lasers semicondutores. Através de uma técnica indireta de medida, que usa a radiação de segundo harmônico gerada internamente nesses lasers, a duração dos pulsos curtos de luz é estimada. São apresentadas as principais considerações teóricas e experimentais envolvidas com a emissão de segundo harmônico em diodos lasers e são discutidas as principais limitações da técnica. Mostra-se que embora a determinação exata da duração dos pulsos exija medidas adicionais, é possível inferir com boa resolução temporal a duração de pulsos ópticos gerados nos regimes de chaveamento de ganho e mode-locking. / [en] In this work the implementation of a measurement system of short optical pulses generated by semiconductor lasers is presented. This indirect method estimates the pulse duration using the internally generated second harmonic radiation from these lasers. The main theoretical and experimental considerations related with the second harmonic emission are also presented. Although the precise pulse duration requires aditional measurements it is possible to estimate the duration of optical pulses generated by gain-switching and mode-loching regimes with good time-resolution.