Osiladores opticos

AMPLIFICADORES Y OSCILADORES ÓPTICOS

10/02/2010

Curso sistemas de comunicaciones Ópticas R.Pinzón

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ABSORCIÓN Y AMPLIFICACIÓN DE LUZ
En esta sección discutiremos cómo podemos describir la interacción de grandes cantidades de fotones con átomos. Consideremos un flujo S de fotones propagándose a lo largo de una cavidad cilíndrica de longitud L, tal como se muestra en la figura N2=Átomo Excitado N1= Átomo Base

Fotones + N2= Emisión Estimulada= amplificación, nace un nuevo fotón. Fotones+ N1= Proceso de absorción
N = N1 + N2

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Proceso de Adsorción N2 < N1
Aquí el flujo de fotones es absorbido por los Átono no excitados y forman un nuevo átomo excitado.

El flujo inicial de fotones será absorbido.Ello implica que disminuye el flujo inicial de fotones Si a lo largo de su propagación por la cavidad cilíndrica mostrada en la figura II.1. Esto es, el flujo de fotones es absorbido por el medio, lo cual se muestra en la figura

N2= Átomo Excitado N1= Átomo Base
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Proceso de Amplificación:

El flujo inicial de fotones seráamplificado. Entonces el flujo de fotones Si se incrementa a lo largo de su propagación por la cavidad cilíndrica mostrada en la figura II.1. Esto es, el flujo de electrones es amplificado por el medio, como se muestra en la figura

N2 > N 1

N2= Átomo Excitado N1= Átomo Base
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AMPLIFICADORES ÓPTICOS
Contamos ahora con lasideas básicas necesarias para la comprensión del funcionamiento de un amplificador óptico, también conocido como amplificador láser. Este es un sistema tal que al introducirle un flujo inicial de fotones Si nos proporciona en su salida un flujo final de fotones Sf mayor que el flujo inicial Si. Dichos amplificadores ópticos generalmente tienen un aspecto similar al mostrado en la figura II.1, esdecir, un cilindro por un extremo del cual entra en flujo inicial de fotones Si y otro por el cual sale el flujo final de fotones amplificado Sf.
La condición necesaria para tener amplificación del flujo inicial de fotones Si es que el número de átomos excitados N2 que se encuentra en la cavidad amplificadora sea mayor que el número de átomos que se encuentra en su estado base N1.
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AMPLIFICADORES ÓPTICOS:
El problema central para la realización práctica de un amplificador óptico está en cómo lograr dicha inversión de población. Es decir, el problema es conseguir que la mayoría de los átomos que se encuentran en la cavidad amplificadora pasen de su estado base, que es el estado normal en que cualquier átomo se encuentracuando no es perturbado, a un estado excitado.

Sistema de bombeo"

Para lograr dicha inversión de población es necesario algún dispositivo que proporcione la energía que los átomos de la cavidad amplificadora requieren para pasar de su estado base a un estado excitado. Este dispositivo recibe el nombre de "sistema de bombeo" y puede ser de varios tipos, aunque los más usuales son de tipoóptico o de tipo eléctrico.
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AMPLIFICADORES ÓPTICOS:
La figura muestra la sección transversal de dos arreglos posibles para la colocación de las lámparas flash en un amplificador bombeado ópticamente. En el caso de un sistema de bombeo de tipo óptico lo que tenemos es la cavidad amplificadora circundada por una o varias lámparasluminosas de destello flash muy potentes. Al ser disparadas dichas lámparas, los fotones que éstas emiten son absorbidos por los átomos de la cavidad amplificadora, los cuales pasan de su estado base a un estado excitado. Con esto se logra la inversión de población.
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AMPLIFICADORES ÓPTICOS:
En un sistema de bombeo de tipo...