Estudo de um laser à fibra dopada com Érbio em regime de acoplamento passivo de modos com o uso de nanotubos de carbono como absorvedores saturáveis

Neste trabalho, apresentamos um estudo sobre a geração de trem de pulsos ultracurtos em lasers à fibra dopada com Érbio, utilizando a técnica de acoplamento passivo de modos com o uso de nanotubos de carbono como absorvedores saturáveis. Os nanotubos de carbono foram incorporados à cavidade laser através de duas técnicas: deposição guiada por termoforese e na forma de filmes finos contendo nanotubos de carbono, tendo a segunda técnica se mostrado mais vantajosa, pois por ela podemos ter controle sobre a concentração de nanotubos de carbono no filme e espessura do filme. Adicionalmente, apresentamos um estudo sobre a otimização da produção de filmes finos contendo nanotubos de carbono para maximização da largura de banda gerada em lasers à fibra dopada com Érbio. Utilizamos nanotubos de carbono de diâmetros de 0,8 nm e 1,0 nm, fabricamos filmes finos com transmitâncias diferentes (distintos valores para o produto αL), cavidades laser com diferentes características, tais como comprimento da cavidade, dispersão total acumulada, taxa de repetição. Neste contexto, os melhores resultados foram obtidos com filmes finos contendo nanotubos de carbono com 1,0 nm de diâmetro, em filmes cuja transmissão foi de 37% (produto αL aproximadamente 1,0), numa cavidade laser de aproximadamente 9 m de comprimento (basicamente composta de 80 cm de fibra altamente dopada com Érbio e 8,2 m de SMF), dispersão total acumulada da cavidade de aprox. 0,153 ps/nm. A maior largura de banda obtida, com estes característicos parâmetros da cavidade, foi de 5,7 nm.In this work we present a study about ultrashort pulse-train generation in Erbiumdoped fiber lasers, by the passive mode-locking technique, with the use of carbon nanotubes saturable absorbers. Carbon nanotubes were incorporated into laser cavities by two techniques: thermophoresis optically-driven deposition and thin films incorporating carbon nanotubes. The second technique has become more advantageous than the first one, because is possible to control carbon nanotubes concentration and thin films thicknesses. Additionally, we present a study about thin films incorporating carbon nanotubes optimization, in order to maximize generated output bandwidths in passively mode-locked Erbium-doped fiber lasers. We used 0.8 and 1.0 nm diameters carbon nanotubes, fabricated thin films with different transmission values (different αL product values), laser cavities with different features, such as total cavity length, total accumulated dispersion, repetition rate. In this context, best results were achieved with thin films containing 1.0 nm diameter carbon nanotubes, with films transmission about 37% (αL product close to 1.0), in 9 m long laser cavity (0.8 m of highly- Erbium-doped fiber and 8.2 m of SMF) of total accumulated dispersion of 0.153 ps/nm. The largest bandwidth measured, with those characteristics cavity parameters, was 5,7 nm