Diseño e implementación de láseres de fibra óptica basada en reflectores pseudoaleatorios cuasidistribuidos

Abstract

Con la llegada de la cuarta revolución industrial y, tras las nuevas necesidades emergentes, inherentes al desarrollo cultural y tecnológico, los láseres de fibra óptica se encuentran actualmente en auge. Es por ello que interés ha aumentado y constituye una línea de investigación muy importante en la actualidad. El presente Trabajo de Fin de Grado, ha sido realizado durante el curso 2021-22 en el laboratorio Fotónica-Teralab, perteneciente al departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de Comunicación de la Universidad Pública de Navarra. El estudiante de Ingeniería en Tecnologías de Telecomunicación, Miguel Durán Escudero ha dividido este trabajo en tres temas principales. En primer lugar, se han caracterizado una gran variedad de reflectores basados en tramos de fibras microinscritas o microperforadas (MDF según sus siglas en inglés) así como microcavidades. Seguidamente se ha diseñado y demostrado experimentalmente un láser de cavidad lineal cuyo reflector está compuesto por una estructura en serie de dos tramos de MDF. Posteriormente, dicho reflector del láser ha sido puesto a prueba como sensor ante temperatura y elongación transversal (strain) y comparado con sensibilidades de otros sensores. En segundo lugar, se ha optimizado el proceso de fabricación de las estructuras de microcavidad, consiguiendo así una mejora en la calidad y reduciendo significativamente el tiempo requerido para su fabricación. Por último, se ha diseñado y fabricado un tensor de fibra óptica para la realización de medidas de microstrain de una forma no invasiva, veloz y efectiva.

With the arrival of the fourth industrial revolution and, following the new emerging needs inherent to cultural and technological development, fiber optic lasers are currently on the rise. This is why interest has increased and constitutes a very important line of research at present. This work was carried out during the 2021-22 academic year in the PhotonicsTeralab laboratory, belonging to the Department of Electrical Engineering and Communication Electronics of the Public University of Navarra. Miguel Durán Escudero, student of Telecommunication Technologies Engineering, has divided this work into three main topics. Firstly, a wide variety of reflectors based on stretches of micro-inscribed or microdrilled fibers (MDF) and microcavities have been characterized. Next, a linear cavity laser has been designed and experimentally demonstrated whose reflector is composed of a series structure of two MDF sections. Subsequently, this laser reflector has been tested as a sensor for temperature and transverse elongation (strain) and compared with the sensitivities of other sensors. Secondly, the manufacturing process of the micro-cavity structures has been optimized, thus achieving an improvement in quality and significantly reducing the time required for their manufacture. Finally, a fiber optic tensor has been designed and manufactured for noninvasive, fast and effective micro-strain measurements.