Laser de modos travados em fibra de Itérbio construção e estudos sobre a dinâmica não linear

Abstract

Nesta dissertação serão apresentadas as etapas de construção e caracterização de um laser operando no regime de modos travados que usa uma fibra ótica dopada com itérbio (Yb) como meio de ganho. Lasers operando nesse regime são amplamente utilizados em uma grande variedade de aplicações e nós fomos capazes de construir um laser operando com comprimento de onda de 1025 nm, aproximadamente 80 mW de potencia media, 130 MHz de taxa de repetição e 140 fs de duração de pulso. Como perspectiva, temos por objetivo a estabilização das frequências de repetição e de offset deste laser e para esta finalidade iremos, no futuro próximo, amplificar e construir um interferômetro f-2f. Com isso faremos, no futuro, estudos em átomos frios e metrologia de frequências óticas. Os conceitos básicos necessários para a compreensão do comportamento desse laser de modos travados, detalhes do material necessário para construção, procedimentos da caracterização e alguns erros que devem ser evitados são todos apresentados. Por trata-se de um sistema altamente não-linear, além de obter a operação no regime de modos travados do nosso laser, também verificamos a existência de outros regimes de operação. Isso foi possível através do controle dos parâmetros relacionados a não linearidade e a dispersão de velocidade de grupo do laser. No ultimo capítulo fazemos um estudo sobre a dinâmica nao linear, que apresenta comportamento caótico. Serão apresentados resultados experimentais em que pudemos observar bifurcações e dobramento de período característicos que levam ao regime caótico. Alem disso, apresentamos um ajuste matemático para os mapas de Lorenz no regime caótico, que poderá ser usado para a compreensão do sistema. A caracterização da dinâmica não linear do nosso laser em fibra de itérbio ainda esta em curso, mas nosso objetivo e atingir um melhor nível de detalhes do que o que fomos capazes de encontrar na literatura ate então.