Fabricación de fibras de cristal fotónico y grabación de redes de Bragg

Resumen

Los trabajos y experimentos desarrollados en esta tesis han ido dirigidos fundamentalmente a la fabricación de fibras de cristal fotónico y a la grabación de redes de Bragg en éstas. Este proyecto se ha desarrollado en dos partes. La primera parte consiste en conocer las características y propiedades de las redes de Bragg grabadas en fibras ópticas. Describe cuáles son las técnicas empleadas para la fabricación de redes de Bragg y explica el método utilizado en la grabación de redes en este trabajo, enfatizando la técnica de apodización de redes de Bragg que se implementó como mejora en el sistema de grabación previamente existente. Se describen algunas de las aplicaciones desarrolladas en temas tales como láseres de fibra óptica, filtros ópticos de microondas y cavidades Fabry-Perot. La parte del trabajo dedicada a estas aplicaciones ha sido la grabación de las redes de difracción con la anchura, amplitud y forma espectral adecuada además de realizar en buena parte de los experimentos el montaje del sistema y las medidas de caracterización correspondientes. En la segunda parte se trata de fabricar fibras de cristal fotónico fotosensibles a la luz ultravioleta, para poder grabar redes de Bragg sobre éstas, con láseres convencionales en la banda de 240 nm sin necesidad de recurrir a láseres de femtosegundos o de longitudes de onda más cortas. Se ha trabajado en la fabricación de fibras de cristal fotónico. Se explica de forma detallada el proceso de fabricación mediante la técnica de apilamiento de capilares y estiramiento, y el resultado de los diferentes tipos de fibra obtenidos. En primer lugar se trabajó en fibras cuyo único material era la sílice, y posteriormente se fabricaron fibras microestructuradas con el núcleo dopado con otros materiales. Por una parte se utilizó como dopante el erbio, necesario en fibras destinadas a la construcción de láseres y amplificadores, y por otra parte, empleamos el germanio en la fabricación de fibras fotosensibles para poder grabar redes de Bragg. Analizamos las propiedades de guiado de las fibras fabricadas en función de los parámetros de su estructura. En particular se caracterizan ampliamente las propiedades de una fibra con el núcleo en forma de “Y” y se muestran los resultados de algunos experimentos para estudiar cómo afecta la inserción de un líquido con alto índice de refracción a la propagación de la luz en la fibra. Estas fibras también se han utilizado para la generación de supercontinuo. Ha sido posible emplear la técnica de grabación de redes de Bragg en fibra convencional para el caso de las fibras de cristal fotónico. Se detallan los aspectos de las redes uniformes grabadas en las diferentes fibras de cristal fotónico previamente fabricadas, así como la grabación de redes con chirp en fibras abocinadas (cónicas). Se ha caracterizado la longitud de onda de Bragg de las redes frente a la tensión y la temperatura, comparando los resultados con los característicos de las fibras convencionales; también se han infiltrado líquidos en los agujeros de fibras con redes grabadas para estudiar los cambios que pueden introducir en sus características.