Source laser accordable fondée sur la génération de supercontinuum dans une fibre microstructurée

Nous démontrons la possibilité de rendre les sources laser accordable fondées sur la génération de supercontinuum (SC) dans les fibres microstructurées plus efficaces que celle actuellement sur le marché. Bien qu'elles soient déjà plus avantageuses du fait quelles ne nécessitent pas de refroidissement, soient compactes et puissent opérer sur une large plage de longueur d'onde, elles sont présentement fondées sur un mécanisme où la majeure partie de la lumière est perdue. Une fois le SC généré dans une fibre à cristaux photoniques, il est dirigé vers un élément sélectif qui en éjecte une fraction de puissance à la longueur d'onde sélectionnée. Le reste du SC n'est pas réutilisé et donc perdu, ce qui rend de telles sources relativement peu efficaces. A l'aide d'un mécanisme de recirculation de la lumière normalement perdue, nous montrons la possibilités d'augmenter l'efficacité d'une telle source de 23%. C'est en réinjectant le SC auquel nous avons prélevé une fraction de puissance autour d'une longueur d'onde donnée dans la fibre l'ayant créé que le spectre du SC se " rebouche " par effets nonlinéaires. Les mécanismes qui élargissent le spectre de la pompe permettent de prélever de la puissance au SC pour la redistribuer à la longueur d'onde d'intérêt. Une pompe à 1064 nm est couplée (par un réseau de Bragg en volume) à une fibre microstructurée dont le zéro de dispersion est située entre 1 et 1.06 m pour générer un SC plat entre 1 et 1.7 m. La longueur d'onde d'intérêt est ensuite éjectée par un second réseau de Bragg en volume. Le reste du SC passe à travers le premier réseau (qui extrait la pompe de la même manière qu'il l'avait préalablement injectée dans la cavité) et est dirigé vers la face d'entrée de la fibre. Une fois recouplé à la fibre, il génère un gain nonlinéaire à la longueur d'onde d'intérêt, rendant la source plus efficace par design que les sources pour lesquelles il n'y a pas de cavité.

Abstract

We investigate the possibility to recycle the supercontinuum (SC) generated by a photonic crystal fiber (PCF) to increase the efficiency of actual SC based laser sources.We demonstrate that by recycling the SC, one can convert power from the broad spectrum to the selected wavelength, increasing the laser source efficiency. The pump laser is injected into the loop by a volume Bragg grating (VBG) and then coupled to the PCF fiber. This solid core fiber broadens the pump spectrum into a SC, from which a wavelength is selected and extracted out of the loop by a second VBG. The remaining light is transmitted and recoupled to the fiber. The remaining SC spectrum, in which there is now a "hole", is then attened by the same mechanism that created it, giving rise to a net increase in optical output power at the desired wavelength. The gain of such a mechanism is actually shown to reach 23% at certain wavelength when a 1064 nm pump is broaden by a PCF with a zero dispersion wavelength between 1 and 1.06 m.