Sistema de emisión de una luz policromática, dotada de subcavidades acopladas.

Sistema para emitir una luz policromática, que comprende una cavidad láser (3), medios

(1) para bombear ópticamente la cavidad láser (3), siendo capaz dicha cavidad láser de emitir una radiación de acuerdo con al menos una longitud de onda de excitación, y unos medios de guiado de luz (7) dispuestos, en el caso de excitación por dicha radiación en un régimen de interacción no lineal, para suministrar a una salida (5) una luz policromática, caracterizado por que los medios de guiado (7) se disponen en el interior de una cavidad formada por al menos dos subcavidades (3, 4), entre las cuales una primera subcavidad (3) forma dicha cavidad láser (3) y una segunda subcavidad (4) comprende dichos medios de guiado (7), estando dichas primera (3) y segunda (4) subcavidades acopladas interferométricamente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2010/051215.

Solicitante: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS).

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 3, rue Michel Ange 75794 Paris Cedex 16 FRANCIA.

Inventor/es: COUDERC,VINCENT, LEPROUX,PHILIPPE PAUL, DOUTRE,FLORENT, PAGNOUX,DOMINIQUE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA > Láser, es decir, dispositivos para la producción,... > H01S3/082 (definiendo una pluralidad de resonadores, p. ej. para la selección de modos)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA > Láser, es decir, dispositivos para la producción,... > H01S3/06 (Construcción o forma del medio activo)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA > Láser, es decir, dispositivos para la producción,... > H01S3/108 (utilizando un dispositivo óptico no lineal, p. ej. que producen una difusion por efecto Brillouin o Raman)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA > Láser, es decir, dispositivos para la producción,... > H01S3/067 (Láseres de fibra óptica)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA > Láser, es decir, dispositivos para la producción,... > H01S3/113 (con la ayuda de medios decolorantes o solarizantes)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA > Láser, es decir, dispositivos para la producción,... > H01S3/30 (utilizando efectos de difusión, p. ej. efecto Brillouin o Raman estimulado)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > DISPOSITIVOS QUE UTILIZAN LA EMISION ESTIMULADA > Láser, es decir, dispositivos para la producción,... > H01S3/117 (utilizando un dispositivo acusticoóptico)

PDF original: ES-2543741_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de emisión de una luz policromática, dotada de subcavidades acopladas.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a la generación de una luz policromática de espectro continuo.

Más particularmente, se refiere a un sistema para emitir una luz policromática, que comprende una cavidad láser, medios de bombeo óptico de esta cavidad láser capaces de emitir radiación de acuerdo con al menos una longitud de onda de excitación, así como medios de guiado de luz dispuestos de tal manera que suministren una luz policromática a una salida en el caso de excitación por esta radiación, en un modo de interacción no lineal.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Se conoce un sistema de este tipo en el documento de patente FR 2867574, que describe un dispositivo para generar una luz policromática, que comprende medios de bombeo óptico capaces de suministrar radiación de al menos dos longitudes de onda de excitación diferentes, así como medios de guiado de luz dispuestos de tal manera que suministren una luz policromática a una salida en el caso de excitación por la radiación en un modo de excitación no lineal. A este respecto, los medios de guiado comprenden un medio no lineal que permite implementar una pluralidad de conversiones de frecuencia. Los medios de bombeo óptico comprenden una cavidad láser. Por lo tanto, los medios de guiado permiten una importante extensión del espectro de la luz oscilante en la cavidad láser.

El documento de patente FR 2 884 623 describe un dispositivo de generación de una luz policromática, que comprende medios de bombeo óptico, medios de guiado de luz y medios de inyección selectiva. Los medios de bombeo son capaces de suministrar una primera radiación de una primera longitud de onda. Los medios de inyección selectiva hacen posible inyectar la primera radiación procedente de los medios de bombeo en los medios de guiado, estando dispuestos los últimos para generar un armónico correspondiente a la inyección selectiva y para suministrar una luz policromática a una salida por excitación no lineal procedente de esta primera radiación y de este armónico. Los medios de guiado comprenden, por ejemplo, una fibra óptica microestructurada y son sustancialmente de tipo mono-modo para la primera radiación y sustancialmente de tipo multimodo para el armónico.

Estos dispositivos de la técnica anterior constituyen, por lo tanto, fuentes de continuo en base a un bombeo extracavidad de una fibra no línea. Sin embargo, no permiten alcanzar una emisión láser de amplio espectro que muestre una estabilidad temporal y espectral suficiente (o fluctuación) , lo que hace inutilizable la radiación producida para un cierto número de aplicaciones.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Por consiguiente, el objetivo de la presente invención es conseguir una luz de banda ancha con baja fluctuación temporal y espectral, al mismo tiempo que presenta características de sencillez, estabilidad y hacinamiento satisfactorias.

A este respecto, la presente invención es del tipo que se ha descrito anteriormente y muestra la característica de tener sus medios de guiado dispuestos dentro de una cavidad formada por al menos dos subcavidades, entras cuales una primera subcavidad forma la cavidad láser y una segunda subcavidad comprende los medios de guiado, estando estas primera y segunda subcavidades acopladas juntas.

Esta solución permite disociar y disponer en casada, por un lado, la formación de una luz láser monocromática o casi monocromática, procedente de la cavidad láser bombeada y, por otro lado, la expansión de su espectro gracias al uso del miembro no lineal constituido por los medios de guiado de luz. Los problemas de fluctuación temporal se resuelven introduciendo un sistema optoelectrónico activo de accionamiento sin fluctuación en esta misma cavidad. La luz generada de este modo también puede ser una luz de alta energía mediante la disposición en cascada de al 55 menos un medio de ganancia. Además, formando la cavidad láser una primera subcavidad acoplada a una segunda subcavidad que comprende el miembro no lineal, el resultado es un conjunto que se integra dentro de un único resonador, promoviendo un dispositivo compacto y sencillo.

El enfoque que ha conducido a esta solución consistía en disociar parcialmente la formación del pulso

monocromático y el ensanchamiento espectral. El fin fue evitar que los miembros no lineales en el origen de la expansión espectral interrumpieran la formación del pulso fuente monocromático. Para conseguir esto, la formación de un pulso de bomba monocromático en una primera subcavidad corta se aisló parcialmente y la extensión espectral se confinó en otra subcavidad. Después, estas dos cavidades se acoplan parcialmente por medio de un espejo común. La primera subcavidad es subcentrimétrica para generar un pulso monocromático corto. La segunda cavidad activa la primera y tiene una mayor longitud para tener la capacidad de iniciar un efecto láser dentro de la primera cavidad corta.

Preferiblemente, los medios de guiado comprenden una guía de luz. En este caso, la guía de luz puede 10 proporcionarse de tal forma que esté integrada en un sustrato óptico.

Preferiblemente, estos medios de guiado comprenden una fibra óptica de dimensiones seleccionadas. En este caso, la fibra óptica puede proporcionarse de tal forma que sea microestructurada.

Ventajosamente, cada una de las dos subcavidades comprende en sus extremos un medio de reflexión parcial de luz. A este respecto, una variante particularmente ventajosa consistirá en usar espejos de Bragg como medios de reflexión parcial de luz.

De acuerdo con una realización específica, el acoplamiento de dos subcavidades se consigue disponiendo un medio 20 de reflexión parcial común con respecto a dichas dos subcavidades.

Preferiblemente, la primera subcavidad comprende un medio de ganancia para amplificar la luz emitida por los medios de bombeo de esta subcavidad, sin embargo, sin alcanzar el umbral de emisión láser de la cavidad.

De acuerdo con una realización específica que tiene por objeto generar pulsos de luz de banda ancha, la primera subcavidad se proporciona de tal forma que comprenda medios para generar un pulso corto.

En este último caso, los medios para generar un pulso corto comprenden ventajosamente un absorbente saturable. Este tipo de elemento está particularmente adaptado de hecho para permitir la acumulación de energía luminosa en la cavidad láser durante una duración determinada, para después liberar de forma instantánea la que conduce a un pulso de corta duración.

Para conseguir el accionamiento del pulso corto, la segunda subcavidad puede comprender medios de accionamiento externos de la misma dispuestos de tal forma que el accionamiento de esta segunda subcavidad conduzca a la liberación del pulso corto generado por la primera subcavidad.

De acuerdo con una disposición particular de la segunda subcavidad, los medios de accionamiento externo comprenden un modulador óptico-acústico.

Preferiblemente, los medios de bombeo óptico se disponen de forma que suministren una radiación de una potencia sustancialmente cercana al umbral de emisión láser de la primera subcavidad sin alcanzarlo. La fluctuación temporal es de hecho más débil cuando más se aleja la potencia del umbral de misión y es posible pasar en gran parte por encima de este umbral con la acción de la segunda subcavidad activa.

Con el fin de activar de forma sincronizada la liberación de un pulso corto, los medios de accionamiento externo se sincronizan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La invención se entenderá mejor tras la lectura de la descripción detallada... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema para emitir una luz policromática, que comprende una cavidad láser (3) , medios (1) para bombear ópticamente la cavidad láser (3) , siendo capaz dicha cavidad láser de emitir una radiación de acuerdo con 5 al menos una longitud de onda de excitación, y unos medios de guiado de luz (7) dispuestos, en el caso de excitación por dicha radiación en un régimen de interacción no lineal, para suministrar a una salida (5) una luz policromática, caracterizado por que los medios de guiado (7) se disponen en el interior de una cavidad formada por al menos dos subcavidades (3, 4) , entre las cuales una primera subcavidad (3) forma dicha cavidad láser (3) y una segunda subcavidad (4) comprende dichos medios de guiado (7) , estando dichas primera (3) y segunda (4)

subcavidades acopladas interferométricamente.

2. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los medios de guiado (7) comprenden una guía de luz.

3. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la guía de luz se realiza sobre un sustrato óptico plano.

4. Sistema de emisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios de guiado

(7) comprenden al menos una fibra óptica de dimensiones seleccionadas. 20

5. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que la fibra óptica está microestructurada y/o dopada y/o tiene une dimensión transversal descendente en función de la propagación ("taper") .

6. Sistema de emisión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que las dos subcavidades (3, 4) comprenden en cada uno de sus extremos un medio (10, 11, 12) para reflejar parcialmente la luz.

7. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que los medios (10, 11, 12) para 30 reflejar parcialmente la luz son reflectores de Bragg.

8. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el acoplamiento de las dos subcavidades (3, 4) se produce por la disposición de un medio de reflexión parcial común (11) por dichas dos subcavidades (3, 4) .

9. Sistema de emisión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera subcavidad (3) comprende medios (8) para generar un pulso corto.

10. Sistema de emisión de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo los medios 40 (8) de generación de un pulso corto un absorbente saturable.

11. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la segunda subcavidad (4) comprende medios (9) de accionamiento externo a los últimos dispuestos de tal manera que el accionamiento de dicha segunda subcavidad (4) provoque la salida del pulso corto generado por dicha primera subcavidad (3) .

12. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación anterior, en el que los medios externos de accionamiento (9) comprenden un modulador acústico-óptico.

13. Sistema de emisión de acuerdo con la reivindicación 12, en el que los medios de bombeo óptico (1) se

disponen de tal manera que emitan una radiación (2) con una potencia sustancialmente cercana al umbral de emisión láser de la primera subcavidad (3) sin alcanzarlo.

14. Sistema de emisión de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 o 13, en el que los medios externos (9) para el accionamiento se sincronizan. 55