Thesis (M.S.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 1993. / Vita. Abstract. Includes bibliographical references (leaf 68). Also available via the Internet.

In the last few years, erbium-doped fiber amplifiers (EDFAs) have been investigated extensively both for their superior amplification characteristics and their applicability to future optical fiber communication systems. In the preamplifier configuration, a bandpass filter is required to reduce the amplified spontaneous emission (ASE) noise in order to provide satisfactory bit error ratios (BER). In this thesis we examine the influence of the filter characteristics on performance. A model is derived to predict the BER performance of a pre-amplified APD receiver. The model is shown to be consistent with the experiments conducted at 2.5 Gb/s and data collected for various bandwidths and signal levels. The model is also compared with a recently published model, and the results show a good match. If the bandpass filter (BPF) has a small bandwidth and the laser center wavelength varies, the filter will attenuate the signal and introduce power penalties. The tradeoff between the stability of the system and the BER performance is presented, including experimental results for various bandwidths and offsets. It is shown that for optimal performance, a filter with a bandwidth about four times the expected variation in center wavelength should be used. / Master of Science

Orientador: Flavio Caldas da Cruz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-06T01:07:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueira_DaviddaSilvaLeocadio_M.pdf: 3869897 bytes, checksum: 4f234a84a87a86465d0b4e90fa141658 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta tese apresenta o desenvolvimento de fontes de radiação coerente na região do azul baseadas em lasers semicondutores para excitar a transição de resfriamento e aprisionamento 1 S0-1P1 do Cálcio, em 423nm. Foi construído um laser de diodo em cavidade estendida emitindo em g =846 nm que foi empregado em uma configuração de Cavidade Estendida de Littman, estabilizada em freqüência pela técnica de Side-of-Fringe. Parte da potência deste laser foi amplificada por um amplificador óptico semicondutor. Potências superiores a 700mW em g =846nm foram obtidas. Parte desta potência do amplificador óptico (450mw) foi duplicada em frequência para g =423nm em um cristal de niobato de potássio(KNbO3), utilizado dentro de uma cavidade óptica ressonante com a freqüência do laser. A estabilização da cavidade óptica duplicadora de freqüência foi feita pela técnica de Hansch-Coulliaud . O sistema desenvolvido alcançou potências de 60mW de radiação coerente azul. Esta fonte laser portátil deverá ser utilizada para espectroscopia, resfriamento e aprisionamento de Cálcio / Abstract: This thesis presents the development of sources of coherent radiation in the blue region of the spectrum, based on semiconductors lasers, to excite the cooling and trapping 1S0-1P1 transition of neutral calcium atoms at 423nm. A diode laser emitting at g =846 nm was employed in an extended cavity Littman configuration, and stabilized in frequency by the Side-of-Fringe technique. Part of the laser power was amplified by an optical semiconductor amplifier. Output powers above 700mW at g =846nm were obtained. Part of this amplified power (450mW) was frequency doubled to g =423nm in a potassium niobate (KNbO3) crystal, placed inside a resonant optical cavity. The lock of the doubling optical cavity was made by the Hansch-Coulliaud technique. The developed system reached powers near 60mW of blue coherent radiation at 423nm. This portable laser source will be used for spectroscopy, cooling and trapping of calcium / Mestrado / Física / Mestre em Física

Dans cette thèse, nous avons appliqué les outils modernes de la théorie des systèmes dynamiques à l'étude des lasers. Le but de ce travail était de mieux comprendre les sources cohérentes existantes en vue de les améliorer et de proposer de nouveaux mécanismes d'amplification lumineuse.<p><p>Motivé par de récentes expériences menées sur des lasers miniatures avec absorbant saturable, nous en avons repris la description théorique. Les nouvelles valeurs de paramètres suggérées par l'expérience nous ont amenés à découvrir de nouveaux comportements dynamiques pour ces systèmes. En particulier, nous avons décrit comment l'intensité délivrée par ces lasers devenait temporellement sinusoïdale, puis impulsionnelle sur un très petit intervalle de paramètres.<p><p>Par la connaissance acquise du laser à absorbant saturable, nous avons pu comprendre comment s'établissait un régime impulsionnel semblable dans un autre laser. Il s'agissait du laser multimode à pompage longitudinalement inhomogène. Il est apparu en effet qu'une partie du milieu emprisonné dans la cavité optique agissait à la manière d'un absorbant saturable, déstabilisant ainsi l'émission continue de ce laser. Nous avons également montré que, dans certaines circonstances, son état dynamique présentait des effets de mémoire. Une autre propriété importante de la dynamique du laser multimode a été mise en évidence: pour de petites perturbations, l'intensité totale présente un comportement plus régulier que les intensités modales prises séparément.<p><p>Ce type intrigant d'auto organisation fut rencontré plus tard, lorsque nous avons envisagé la dynamique d'un réseau de lasers à semi conducteur couplés par un feedback optique. Le retard accumulé par la lumière au cours de ce feedback est un paramètre essentiel du problème. Ce système important sur le plan technologique s'est révélé extrêmement riche sur le plan dynamique. Nous avons pu montrer que plus le retard était grand, plus les lasers avaient tendance à se synchroniser. Cela fut observé aussi bien en régime continu qu'en régime périodique ou chaotique. Par une telle synchronisation, la qualité du rayon optique émis par le réseau de lasers augmente spectaculairement, élargissant par là ses possibilités d'application.<p><p>Au début des années 1990, les physiciens commencèrent à étudier systématiquement les effets d'interférence quantique dans l'interaction lumière matière. Ceci faisait suite à l'annonce fracassante que de tels effets devaient permettre de construire des lasers sans inversion de population. Récemment, une série d'expériences a montré que de telles interférences quantiques étaient à l’œuvre dans le laser miniature LNP. Une partie de cette thèse y fut consacrée. Nous avons montré que le comportement dynamique observé résultait d'un renforcement quantique de l'absorption stimulée par les niveaux énergétiques inférieurs.<p><p>Nous avons poursuivi notre étude des effets d'interférence quantique sur un schéma électronucléaire. Nous avons montré que pour ce système, un rayon gamma peut être amplifié sans inversion de population. Ce résultat est très important, compte tenu du fait qu'une telle inversion est techniquement impossible à réaliser pour ces très hautes fréquences électromagnétiques, empêchant jusqu'ici la réalisation de lasers gamma. Afin d'atteindre l'amplification sans inversion, un rayonnement d'appoint dans le domaine optique s'avère nécessaire. Tenant compte de la décroissance de ce champ optique en cours de propagation, et donc de la diminution des effets quantiques associés, nous avons déterminé une distance optimale de propagation. Au-delà de cette distance, l'amplification se mue en absorption. Une telle information est dès lors cruciale sur le plan expérimental.<p> / Doctorat en sciences appliquées / info:eu-repo/semantics/nonPublished