Los autores desean agradecer a Olivier y Cristiano Philippe Chrétien de valiosa ayuda en relación con la electrónica, Éric Girard en GiGa Concepto Inc. para soporte con el controlador de polarización motorizado, profesor de Propiedad Vallée para el préstamo de un polarímetro comercial y profesor Michel Piché por muchas discusiones fructíferas . Este trabajo fue apoyado por el Fonds de recherche du Québec - Nature et tecnologías (FRQNT), las Ciencias Naturales e Ingeniería de Investigación de Canadá (NSERC) y Canadá trabajos de verano.

1. Configuración de un láser de fibra ML Fibra La inclusión de una PSC motorizado <ol><li> Reunir los siguientes componentes: una fibra dopada con erbio de modo único, un 980 / 1.550 nm de longitud de onda división multiplexor (WDM), una WDM-1550 nm aislador componente híbrido 980 / 1.550 nm, un acoplador 50/50 de fibra, un polarizador fibra, un PSC motorizado, dos diodos de bombeo láser 980 nm, un acoplador de fibra de 99/1 y un PSC en línea manual. </li><li> Cortar la fibra dopada con erbio y todos los demás componentes de la fibra de la trenza-para encajar con el diseño de la cavidad deseada. NOTA: El procedimiento de automatización presentado es adecuado para los láseres de fibra a base de rotación de la polarización no lineal. Se debe trabajar para diferentes regímenes de funcionamiento, tales como el láser solitón, el láser de pulso-estirado, el láser de solitones disipativos y el láser similariton. Este último régimen se utiliza en este experimento. </li><li> Para construir la cavidad láser, use un empalmador de fusión de la fibra para unirse a los componentes de la cavidad en el orden que se muestra en el diagrama (Figura 3 &lt;/ Strong&gt;). Antes de realizar cada empalme de la fusión, las fibras limpias termina con alcohol isopropílico y se escinden con una cuchilla de fibra. NOTA: Los componentes internos del láser son, en orden a la derecha en la cavidad de anillo, un PSC motorizado, un WDM nm 980 / 1.550, una fibra dopada con erbio, un componente híbrido WDM aislador 980 / 1.550 nm, una salida de 50/50 acoplador y un polarizador fibra. Los componentes externos son un acoplador de fibra y una 99/1 PSC inline manual (como se discute en los pasos 1.7 y 1.8). NOTA: Un segmento de fibra de aproximadamente 30 cm se debe insertar en el PSC motorizado antes de que los empalmes se realizan con los otros componentes de la cavidad. A pesar de una fibra monomodo estándar va a funcionar, se recomienda el uso de fibra de poliamida-revestido de este segmento, ya que es más resistente a la presión ejercida por los tornillos del controlador y por lo tanto va a durar más tiempo. </li><li> Unirse a los diodos láser de bombeo a los WDM utilizando el empalmador de fusión. Una vez más, las fibras limpias termina con isopropílico alCohol y cortarlos con un cuchillo de fibra antes de realizar cada empalme de la fusión. </li><li> Conectar los diodos láser a sus respectivos controladores de temperatura y controladores actuales. </li><li> Conectar el interior de la cavidad motorizados de tipo Yao fibra exprimidor de PSC (Figura 4) a su módulo de conducción y luego conectar el módulo de conducción al puerto USB de un ordenador. NOTA: Este puerto se identifica por el número &quot;COM4&quot; como se muestra en el &quot;Administrador de dispositivos&quot; de la computadora. </li><li> En la salida del láser, es decir, el puerto de la 50/50 de acoplador no empalmado, sin embargo, empalmar un acoplador 99/1. NOTA: El puerto 99% es la salida utilizable. El puerto 1% se utiliza para supervisar el estado de polarización en el procedimiento de automatización. </li><li> Insertar un manual de PSC largo de la fibra del puerto 1%. Para ello, quitar los tornillos y abra el PSC. Inserte la fibra en la ranura correspondiente y luego poner los tornillos en sus agujeros y atornillar en. </li><li> Empalmar una fibra co-ángulo de pulidonnector (APC) en el extremo de la fibra puerto 1% (después de que el PSC manual). Limpia y escindir las fibras termina antes de realizar el empalme de la fusión. </li><li> Conectar la salida de un 99% a un analizador de espectro óptico (OSA), utilizando un adaptador de fibra desnuda. Nota: Como se verá más adelante, el espectro óptico visto en la OSA proporcionará una forma alternativa de comprobar si el láser es ML. </li><li> Asegure todas las fibras y los componentes en la cavidad correctamente con cinta de la película de poliimida. NOTA: Las fibras y los componentes deben ser impedidos de moverse en todas las condiciones, tales como cuando la mesa vibra o ventiladores soplan aire. La cinta de película de poliamida se utiliza con el fin de evitar daños en las fibras. </li><li> Apriete los tornillos de presión del PSC dentro de la cavidad hasta que la fibra comienza a ser un poco apretado. </li><li> Encienda los diodos láseres de bombeo y ajustar sus corrientes a sus valores máximos especificados por el fabricante del diodo láser. </li><li> Iniciar la interfaz de comunicación de instrumentos. En el &quot;Peripherals y la interfaz &quot;la columna de la izquierda, elija&quot; COM4 &quot;. Haga clic en&quot; Abrir panel de prueba VISA &quot;. Haga clic en&quot; Entrada / Salida &quot;. A continuación, en&quot; Seleccione o introduzca &quot;tipo&quot; de comandos de SM, 500,3000 n &quot; y haga clic en el botón &quot;consulta&quot;. Este ordena al PSC para girar en 3.000 pasos de 0,1125 ° en el sentido horario. al hacerlo, el PSC llega a un tope mecánico. </li><li> En el cuadro &quot;Seleccione o introduzca el comando&quot; de la &quot;COM4&quot; panel de ensayo, tipo &quot;SM, 500, -10 n&quot; y haga clic en el botón &quot;Consulta&quot;. El PSC gira entonces alrededor de 1 ° a la izquierda. Compruebe si ML se alcanza al ver el espectro óptico en la OSA. ML se alcanza cuando la anchura total a la mitad del máximo del espectro óptico es del orden de unas pocas decenas de nanómetros (Figura 5). Si se llega a ML, mantener la birrefringencia y el ángulo fijo y vaya al paso 1.18. </li><li> Si no se alcanza ML, repetir hasta que o bien 1.15 ML o el ángulo máximo Attainable con el PSC se alcanza. </li><li> Si se alcanza el ángulo máximo del PSC antes de que ocurra ML, aumentar la birrefringencia del PSC apretando los tornillos de presión ligeramente y repita los pasos de 1,14, 1,15 y 1,16 tantas veces como sea necesario para obtener ML. </li><li> Una vez que se alcanza ML, disminuir las potencias de bombeo a su valor mínimo que permita ML de autoencendido. Para ello, reducir los poderes de la bomba hasta que se pierde ML. Entonces, traerlos de vuelta lentamente hacia el valor más pequeño que hará que el ML reaparecer. A su vez las bombas y vuelva a encenderla de nuevo y comprobar si las cerraduras modo láser por sí mismo. Aumentar las potencias de bombeo ligeramente más para asegurar la ML es estable y se auto-iniciar cada vez que el láser está encendido. </li></ol> 2. El análisis de la polarización de la señal de salida <ol><li> Vincular el grifo 1% a un polarímetro comercial. </li><li> Conectar el polarímetro al ordenador mediante un puerto USB. </li><li> En el cuadro &quot;Seleccione o introduzca el comando&quot; del panel de ensayo &quot;COM4&quot;, tyPE &quot;SM, 500,3000 n&quot; y haga clic en el botón &quot;Consulta&quot;. </li><li> Ejecutar el software comercial polarímetro control e inicie la medición de polarización haciendo clic en el botón &quot;Inicio&quot;. </li><li> En el cuadro &quot;Seleccione o introduzca el comando&quot; de la &quot;COM4&quot; panel de ensayo, tipo &quot;SM, 500, -10 n&quot; y haga clic en el botón &quot;Consulta&quot;. Observar el estado de polarización en el polarímetro. </li><li> Repita el paso 2.5 tantas veces como sea necesario para cubrir toda la gama de ángulos permitidos por el PSC dentro de la cavidad. Observe que el estado de polarización varía muy suavemente con el ángulo excepto en los ángulos específicos donde ML se alcanza como se puede ver observando al mismo tiempo la anchura del espectro óptico en la OSA. </li><li> Repita los pasos 2.3 a 2.6, pero esta vez, en lugar de simplemente observando el estado de polarización, registrar los valores de la Stokes parámetros S 1, S 2 y S 3 como funcións del ángulo de la PSC (Figura 6). Para ver estos valores claramente, elegir la opción &quot;Medición- → osciloscopio&quot; en el menú del software y buscar los valores medios de S 1, S 2 y S 3. Al mismo tiempo ver el espectro óptico y registrar los ángulos para los que el láser es ML. </li></ol> 3. Configuración de un circuito de realimentación para automatizar la alineación del PSC Usando las medidas comerciales Polarímetro <ol><li> Apaga la computadora. </li><li> Conectar el puerto serie del polarímetro comercial al puerto serie &quot;COM1&quot; del ordenador. Reinicie el ordenador y el polarímetro. </li><li> Iniciar la interfaz de lenguaje de programación gráfica (GPLI) que permitirá la lectura de un polarímetro a través de &quot;COM1&quot; y el control del PSC motorizado a través de &quot;COM4&quot;. </li><li> En el GPLI, haga clic en &quot;VI en blanco&quot;. A continuación, seleccione &quot;Ventana →Baldosas de izquierda y derecha &quot;. NOTA: La pantalla se dividirá en dos partes. El diagrama de bloques se muestra a la derecha. Se utiliza para crear la secuencia de comandos con diferentes funciones asociadas con diferentes iconos. El panel frontal se muestra a la izquierda. Se utiliza para mostrar los comandos y las mediciones cuando el script se está ejecutando. </li><li> En la ventana de diagrama de bloques de la GPLI, desarrollar una secuencia de comandos de automatización de ML para ser utilizado con el polarímetro comercial (véase la Figura 7). NOTA: Este script lee S 1 del polarímetro y utiliza su valor para proporcionar información y llegar a la alineación correcta del ángulo PSC lleva a ML. La detección de ML se consigue mediante la búsqueda de una discontinuidad en la variación de S 1 como el ángulo es variado. NOTA: Los comandos que se utilizan para controlar el PSC a través de &quot;COM4&quot; son los mismos que los que se presentan en los pasos 2.3 y 2.5. El comando para leer S 1 </sub&gt; en el polarímetro comercial vía &quot;COM1&quot; es &quot;* SOP? n&quot;. </li><li> Guarde el script haciendo clic en &quot;Archivo → Guardar&quot; y luego ejecutarlo haciendo clic en el botón &quot;→&quot;. El PSC es llevado de nuevo a su tope mecánico, a continuación, se hace girar en pasos de aproximadamente 1 ° hasta que se alcance ML, que muestra el valor de S 1 a medida que evoluciona. </li></ol> 4. La construcción de una rudimentaria hecha en casa polarización Analizador <ol><li> Conectar un osciloscopio al ordenador mediante la interfaz GPIB. </li><li> Ponga un cubo divisor de haz polarizante (PBS) en un banco de óptica. </li><li> Establecer tres colimadores de puertos de fibra óptica FC / APC con PBS (Figura 8). NOTA: Uno de los puertos es la entrada. Las otras dos son las salidas para los componentes de polarización de X e Y de la señal. </li><li> Conectar un fotodiodo PIN de InGaAs con fibras de la trenza a la primera salida. </li><li> Conectar el fotodiodo a un trans-impedacircuito NCE (Figura 9). </li><li> Conectar la salida eléctrica del circuito al canal 1 del osciloscopio. </li><li> Active el circuito de trans-impedancia. </li><li> En el GPLI, leer el valor promedio de la tensión en el canal 1 del osciloscopio a través de la conexión GPIB mediante el uso de los comandos &quot;Measu: IMM: SOU CH1;&quot; para seleccionar el canal 1 del osciloscopio, &quot;Measu: IMM: TIPO media;&quot; para definir que la medida sea un voltaje medio, &quot;Measu: IMM:? VAL&quot; para obtener el valor y finalmente &quot;Measu: IMM: UNI?&quot; para obtener las unidades de la medición. Guarde el script haciendo clic en &quot;Archivo → Guardar&quot; y luego ejecutarlo haciendo clic en el botón &quot;→&quot;. </li><li> Conectar la salida 1% del láser en el puerto de entrada de la PBS y gire el láser en a una potencia de bomba arbitraria. Esto envía una señal óptica de 1.550 nm a la entrada. </li><li> Medir la tensión promedio en la primera salida. A continuación, desconecte el fotodiodo fibra de la trenza y reemplazarque por un poder-metro comercial. Medir la potencia óptica a esta salida. </li><li> Repita el paso 4.10, mientras que la variación de la potencia de la señal óptica de entrada. La tensión debe variar linealmente con la potencia óptica. Encontrar los coeficientes de esta relación lineal. NOTA: Esta relación se usa en la etapa 4.20 para obtener P x de la tensión medida. </li><li> Conectar un segundo fotodiodo PIN de InGaAs con fibras de la trenza a la segunda salida de la PBS. </li><li> Conectar el fotodiodo a un segundo circuito de trans-impedancia. </li><li> Conectar la salida eléctrica del circuito al canal 2 del osciloscopio. </li><li> Active el circuito de trans-impedancia. </li><li> En el GPLI, leer el valor promedio de la tensión en el canal 2 del osciloscopio a través de la conexión GPIB mediante el uso de los comandos &quot;Measu: IMM: SOU CH2;&quot; para seleccionar el canal 2 del osciloscopio, &quot;Measu: IMM: TIPO media;&quot; para definir la medida a un voltaje medio, &quot;Measu: IMM: VAL?4; para obtener el valor y finalmente &quot;Measu: IMM: UNI?&quot; para obtener las unidades de la medición. Guarde el script haciendo clic en &quot;Archivo → Guardar&quot; y luego ejecutarlo haciendo clic en el botón &quot;→&quot;. </li><li> Encienda el láser con una potencia de la bomba arbitraria. </li><li> Medir la tensión media en la segunda salida. A continuación, desconecte el fotodiodo fibra de la trenza y sustituirla por una potencia comercial metros. Medir la potencia óptica a esta salida. </li><li> Repita el paso 4.18, mientras que la variación de la potencia de la señal óptica de entrada. Asegúrese de que la tensión varía linealmente con la potencia óptica. NOTA: Encontrar los coeficientes de esta relación lineal. Esta relación se usa en la etapa 4.20 para obtener P y de la tensión medida. </li><li> Después de configurar el segundo detector para medir P y, utilice el GPLI para calcular el primer parámetro de Stokes S 1 se define como S 1 = ( <em&gt; P x - P y) / (P x P + y). El analizador de polarización rudimentaria hecha en casa ya está listo para usar. </li></ol> 5. Sustitución del polarímetro Comercial por el hecho en casa polarización Analizador en la automatización de procesos <ol><li> Conectar la salida 1% del láser a la entrada del analizador de polarización hecho en casa (como se hizo en el paso 4.9). </li><li> Medir la primera Stokes parámetro S 1 como una función del ángulo de la PSC (Figura 10) repitiendo el paso 2.7 utilizando el analizador de polarización casera (en lugar de la polarímetro comercial). Observe el gráfico 1 S actualizar automáticamente en cada paso. Observar un salto discontinuo en el valor de S 1 cuando se produce ML (este es el caso durante el uso de la polarímetro comercial). NOTA: Utilice un guión GPLI para realizar esta tarea autómatacamente. Este guión está basado en un bucle que varía el ángulo del PSC en pasos de 1 ° (con el comando &quot;SM, 500, -10 n&quot; enviado a &quot;COM4&quot;) y lee el valor de S 1 de la casera analizador de polarización en cada paso. </li><li> Modificar el script desarrollado en 3,5 de modo que, en lugar de utilizar el valor dado por el polarímetro comercial, se obtiene P x y P y desde el analizador de polarización casera y calcula entonces S = 1 (P x P y) / (P + x P y). </li><li> Utilizar el nuevo guión basado en el analizador de polarización hecho en casa con el lavado del láser automáticamente de una manera similar a la etapa 3.6. </li></ol>

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Los autores no tienen nada que revelar.

Se ha demostrado que es posible automatizar el ML de NPR láseres anillo de fibra mediante el uso de un circuito de retroalimentación basado en mediciones de polarización de salida. Para llevar a cabo esta tarea es fundamental para insertar un PSC ajustable en la cavidad. El acoplador de salida de la cavidad debe estar ubicado justo antes del polarizador con el fin de ver una diferencia entre el estado de polarización de una señal CW y una señal de impulso (Figura 2). La birrefringencia del PSC deb...

El propósito de este artículo es presentar un procedimiento de alineación para conseguir la automatización de bloqueo de modo (ML) en la polarización no lineal láseres de fibra rotación. Este procedimiento se basa en dos pasos esenciales: detectar el régimen ML mediante la medición de la polarización de la señal de salida del láser, y luego poner en marcha un sistema de control de auto-arranque para llegar a ML. Los láseres de fibra se han convertido en una herramienta importante en la óptica de hoy en día. Son una fuente eficiente de la luz del infrarrojo cercano coherente y que ahora se extiende dentro de la porción media del infrarrojo del espectro electromagnético. Su bajo costo y facilidad de uso que han hecho una atractiva alternativa a otras fuentes de luz coherente como el láser de estado sólido. Los láseres de fibra también pueden proporcionar pulsos ultracortos (100 fs o menos) cuando se inserta un mecanismo de ML en la cavidad de la fibra. Hay muchas maneras de diseñar este mecanismo ML tales como espejos de bucle no lineales y absorbentes saturables. Una de ellas, f ampliamente utilizadoo su simplicidad, se basa en rotación de la polarización no lineal (NPR) de la señal de 1,2. Se utiliza el hecho de que la elipse de polarización de la señal se somete a una rotación proporcional a su intensidad a medida que se propaga en las fibras de la cavidad láser. Mediante la inserción de un polarizador en la cavidad, este NPR conduce a pérdidas dependen de la intensidad durante una ida y vuelta de la señal. El láser puede entonces ser forzado a ML mediante el control del estado de polarización. Efectivamente, las porciones de alta potencia de la señal serán sometidos a menores pérdidas (Figura 1) y esto llevará finalmente a la formación de pulsos ultracortos de luz cuando el láser se enciende y comienza a partir de una señal con ruido de baja potencia. Sin embargo, el inconveniente de este método es que el controlador de estado de polarización (PSC) debe alinearse correctamente para obtener ML. Por lo general, un operador encuentra el ML manualmente mediante la variación de la posición del PSC y el análisis de la señal de salida del láser con un rápido photodiode, un analizador de espectro óptico o un auto-correlador óptico no lineal. Tan pronto como se detecta la emisión de pulsos, el operador deja de variar la posición del PSC desde el láser es ML. Obviamente conseguir el láser para autoencendido conduce automáticamente a una ganancia importante en la eficiencia. Esto es especialmente cierto cuando el láser está sujeta a las perturbaciones que cambian la alineación o la configuración de la cavidad ya que el operador tiene que pasar por el procedimiento de alineación y otra vez. En la última década, se han propuesto diferentes métodos para lograr esta automatización. Hellwig y col. 3 utilizadas exprimidores piezoeléctricos para controlar la polarización en combinación con un análisis completo del estado de polarización de la señal con un polarímetro totalmente de fibra óptica de división de amplitud para detectar ML. Radnarotov et al. 4 utilizadas PSC placa de cristal líquido con un análisis basado en el espectro de RF para detectar ML. Shen et al. 5 utilizadas exprimidores piezoeléctricospara controlar la polarización y un sistema contador de fotodiodo / de alta velocidad para detectar ML. Más recientemente, se presentó una estrategia basada en un algoritmo evolutivo en el que la detección es proporcionada por un fotodiodo de gran ancho de banda en combinación con un autocorrelador de segundo orden intensimetric y un analizador de espectro óptico. El control se realiza a continuación, con dos PSCs accionados electrónicamente dentro de la cavidad 6. En este artículo se describe una forma innovadora de detección de lavado de dinero y su aplicación a una técnica de automatización obligando al láser de fibra de ML. La detección de ML del láser se consigue mediante el análisis de cómo el estado de polarización de salida de la señal varía como se barre el ángulo de la PSC. Como se mostrará, la transición a ML se asocia con un cambio repentino en el estado de polarización detectable mediante la medición de uno de los parámetros de Stokes de la señal de salida. El hecho de que un pulso es más intenso que una señal de CW y se someterá a un exp NPR más importanteLains este cambio. Puesto que la salida del láser se encuentra inmediatamente antes de la polarizador en la cavidad, el estado de polarización de un pulso en este lugar es diferente del estado de polarización de una señal de CW (figura 2) y se utiliza para discriminar el estado ML. Aspectos teóricos de este procedimiento y su primera aplicación experimental se presentan en Olivier et al. 7. En este artículo, se hará hincapié en los aspectos técnicos del procedimiento, sus limitaciones y sus ventajas. Esta técnica es relativamente simple de implementar y no requiere instrumentos de medición sofisticados para detectar el estado de ML y automatizar la alineación del láser para conseguir ML. Se necesita un PSC ajustable desde el exterior a través de una interfaz programable. Diferentes PSCs podrían utilizarse en principio: exprimidores piezoeléctricos, de cristal líquido, onda placas girar por un motor, cristales magneto-ópticos o una motorizado o totalmente de fibra óptica basado PSCn apretando y girando la fibra 8. En este artículo, se utiliza este último, una motorizada totalmente de fibra óptica de tipo Yao PSC. Para detectar el estado de polarización un costoso polarímetro comercial se puede utilizar. Sin embargo, puesto que se requiere sólo el valor del primer parámetro Stokes, un divisor de haz polarizante en combinación con dos fotodiodos será suficiente, como se muestra en este artículo. Todos estos componentes son de bajo costo para los láseres de fibra dopada con erbio ampliamente usados. Un circuito de retroalimentación basado en este procedimiento puede encontrar ML en unos pocos minutos. Este tiempo de respuesta es adecuado para la mayoría de aplicaciones de los láseres de fibra y es comparable a las otras técnicas existentes. De hecho, el tiempo de respuesta está limitado por la electrónica que se utilizan para analizar la polarización de la señal. Por último, aunque el procedimiento se aplica aquí para un láser de fibra dopada con erbio similariton 9, que podría ser utilizado para cualquier láser de fibra basado NPR tan pronto como el equipo mencionado anteriormente o sus equivalenciadett se convierte en disponible en la longitud de onda de interés.

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			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Bare-Fiber adaptor</td>
			<td style="width:163px;">Bullet</td>
			<td style="width:183px;">NGB-14</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">Drop-in polarization controller</td>
			<td style="width:163px;">General Photonics Corp.</td>
			<td style="width:183px;">Polarite PLC-006</td>
			<td>Manual polarization controller.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">DSP In-line polarimeter</td>
			<td style="width:163px;">General Photonics Corp.</td>
			<td style="width:183px;">POD-101D PolaDetect</td>
			<td>Polarimeter with USB/serial computer connectivity.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Fiber Cleaver</td>
			<td style="width:163px;">Fitel</td>
			<td style="width:183px;">S323</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">FiberPort</td>
			<td style="width:163px;">Thorlabs Inc.</td>
			<td style="width:183px;">PAF-X-2-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Fixed Fiber-to-Fiber Coupler Bench</td>
			<td style="width:163px;">Thorlabs Inc.</td>
			<td style="width:183px;">FBC-1550-APC</td>
			<td>Any optical bench could be used. A 3-way bench would even be better.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Fusion Splicer</td>
			<td style="width:163px;">Fujikura</td>
			<td style="width:183px;">FSM-40PM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">High resolution all fiber polarization controller</td>
			<td style="width:163px;">Giga Concept Inc.</td>
			<td style="width:183px;">GIG-2201-1300</td>
			<td>All-fiber motorized polarization controller with USB computer connectivity.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">InGaAs PIN PD module</td>
			<td style="width:163px;">Optoway</td>
			<td style="width:183px;">PD-1310</td>
			<td>Pigtailed photodiode.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Instrument communication interface</td>
			<td style="width:163px;">National Instruments</td>
			<td style="width:183px;">NI MAX</td>
			<td>It comes packaged with National Instruments drivers (NI-VISA, NI-DAQmx, etc.)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Operational amplifier</td>
			<td style="width:163px;">Texas Instruments</td>
			<td style="width:183px;">TLO81ACP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Optical Powermeter</td>
			<td style="width:163px;">Newport</td>
			<td style="width:183px;">818-IS-1 with 1835-C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Optical spectrum analyzer</td>
			<td style="width:163px;">Anritsu</td>
			<td style="width:183px;">MS9710C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Oscilloscope</td>
			<td style="width:163px;">Tektronix</td>
			<td style="width:183px;">TDS2022</td>
			<td>Oscilloscope with GPIB computer connectivity.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Polarizing beamsplitter module</td>
			<td style="width:163px;">Thorlabs Inc.</td>
			<td style="width:183px;">PSCLB-VL-1550</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Polyimide Film Tape</td>
			<td style="width:163px;">3M</td>
			<td style="width:183px;">5413</td>
			<td>Tape to fix the components on the table without damaging the fibers.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:391px;">Graphical programming language interface (GPLI)</td>
			<td style="width:163px;">National Instruments</td>
			<td style="width:183px;">LabVIEW</td>
			<td>Interface to program in G Programming Language and communicate with laboratory instruments.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:391px;">Polarimeter controlling software</td>
			<td style="width:163px;">General Photonics Corp.</td>
			<td style="width:183px;">PolaView</td>
			<td>Comes with the polarimeter General Photonics POD-101D.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

automation of mode locking in a nonlinear polarization rotation fiber laser through output polarization measurements

Cuando un láser es de modo bloqueado, emite un tren de pulsos ultracortos a una tasa de repetición determinada por la longitud de la cavidad láser. En este artículo se describe un procedimiento nuevo y de bajo costo para forzar el modo de bloqueo en una polarización lineal láser de fibra giro pre-ajustado. Este procedimiento se basa en la detección de un cambio repentino en el estado de polarización de salida cuando se produce el modo de bloqueo. Este cambio se usa para comandar la alineación del controlador de polarización intra-cavidad a fin de encontrar condiciones del modo de bloqueo. Más específicamente, el valor del primer parámetro Stokes varía cuando se barre el ángulo del controlador de polarización y, por otra parte, se somete a una variación brusca cuando el láser entra en el estado de modo bloqueado. Monitoreo de esta variación brusca proporciona una señal práctica fácil de detectar que se puede utilizar para ordenar la alineación del controlador de polarización y conducir el láser hacia bloqueo de modo. Esta supervisión se consigue mediante la alimentación de una pequeña partede la señal a un analizador de polarización de medición del primer parámetro Stokes. Un cambio repentino en la lectura de este parámetro desde el analizador se producirá cuando el láser entra en el estado de modo bloqueado. En este momento, el ángulo requerido del controlador de polarización se mantiene fija. La alineación se ha completado. Este procedimiento proporciona una forma alternativa a los procedimientos de Automatización existentes que utilizan equipos tales como un analizador de espectro óptico, un analizador de espectro de RF, un fotodiodo conectado a un pulso-contador electrónico o un esquema de detección no lineal basado en la absorción de dos fotones o segunda generación de armónicos. Es adecuado para el modo de láser bloqueado por rotación de la polarización no lineal. Es relativamente fácil de implementar, requiere medios baratos, especialmente a una longitud de onda de 1550 nm, y reduce los costos de producción y operación incurridos en comparación con las técnicas antes mencionadas.

NPR láseres de fibra de modo bloqueado se sabe que proporcionan una gran variedad de regímenes pulsantes, tales como pulsos de conmutación de Q 10, legumbres ML coherentes, legumbres similares al ruido, los estados unidos de pulsos ml, armónica ML y estructuras complejas de interacción ML impulsos de 11. En el láser descrito aquí, después de la birrefringencia de la PSC se fijó a ser capaz de obtener ML, la potencia de la bomba se ajusta para que sea relati...

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Automation of Mode Locking in a Nonlinear Polarization Rotation Fiber Laser through Output Polarization Measurements

A protocol to detect and automate mode locking in a pre-adjusted nonlinear polarization rotation fiber laser is presented. The detection of a sudden change in the output polarization state when mode locking occurs is used to command the alignment of an intra-cavity polarization controller in order to find mode-locking conditions.

Automatización de modo de bloqueo de rotación en un láser de fibra no lineal de polarización a través de mediciones de polarización de salida

When a laser is mode-locked, it emits a train of ultra-short pulses at a repetition rate determined by the laser cavity length. This article outlines a ...

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Engineering

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Diagrams and Signal Flow Graphs

SCIENTISTS IN ACTION

11.3K vistas.  Université Laval. A protocol to detect and automate mode locking in a pre-adjusted nonlinear polarization rotation fiber laser is presented. The detection of a sudden change in the output polarization state when mode locking occurs is used to command the alignment of an intra-cavity polarization controller in order to find mode-locking conditions.

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Methods for Measuring the Orientation and Rotation Rate of 3D-printed Particles in Turbulence

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing technology is used to fabricate particles with slender arms connected at a common center. Shapes explored are crosses (two perpendicular rods), jacks (three perpendicular rods), triads (three rods in triangular planar symmetry), and tetrads (four arms in tetrahedral symmetry). Methods for producing on the order of 10,000 fluorescently dyed particles are described. Time-resolved measurements of their orientation and solid-body rotation rate are obtained from four synchronized videos of their motion in a turbulent flow between oscillating grids with R&#955; = 91. In this relatively low-Reynolds number flow, the advected particles are small enough that they approximate ellipsoidal tracer particles. We present results of time-resolved 3D trajectories of position and orientation of the particles as well as measurements of their rotation rates.

We use 3D printing to fabricate anisotropic particles in the shapes of jacks, crosses, tetrads, and triads, whose alignments and rotations in turbulent fluid flow can be measured from multiple simultaneous video images.

Los métodos para medir la orientación y rotación Tasa de partículas en la turbulencia impresa en 3D

Experimental methods are presented for measuring the rotational and translational motion of anisotropic particles in turbulent fluid flows. 3D printing ...

Investigación

Ingeniería

Preparation and High-temperature Anti-adhesion Behavior of a Slippery Surface on Stainless Steel

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A typical anti-wetting superhydrophobic surface easily fails when exposed to a high-temperature liquid. Recently, Nepenthes-inspired slippery surfaces demonstrated a new way to solve the adhesion problem. A lubricant layer on the slippery surface can act as a barrier between the repelled materials and the surface structure. However, the slippery surfaces in previous studies rarely showed high-temperature resistance. Here, we describe a protocol for the preparation of slippery surfaces with high-temperature resistance. A photolithography-assisted method was used to fabricate pillar structures on stainless steel. By functionalizing the surface with saline, a slippery surface was prepared by adding silicone oil. The prepared slippery surface maintained the anti-wetting property for water, even when the surface was heated to 300 &#176;C. Also, the slippery surface exhibited great anti-adhesion effects on soft tissues at high temperatures. This type of slippery surface on stainless steel has applications in medical devices, mechanical equipment, etc.

Slippery surfaces provide a new way to solve the adhesion problem. This protocol describes how to fabricate slippery surfaces at high temperatures. The results demonstrate that the slippery surfaces showed anti-wetting for liquids and a remarkable anti-adhesion effect on soft tissues at high temperatures.

Comportamiento de anti-adherencia preparación y alta temperatura de una superficie resbaladiza en acero inoxidable

Anti-adhesion surfaces with high-temperature resistance have a wide application potential in electrosurgical instruments, engines, and pipelines. A ...

Measurements of Soil Carbon by Neutron-Gamma Analysis in Static and Scanning Modes

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of gamma rays created when neutrons interact with soil elements. The main parts of the INS system are a pulsed neutron generator, NaI(Tl) gamma detectors, split electronics to separate gamma spectra due to INS and thermo-neutron capture (TNC) processes, and software for gamma spectra acquisition and data processing. This method has several advantages over other methods in that it is a non-destructive in situ method that measures the average carbon content in large soil volumes, is negligibly impacted by local sharp changes in soil carbon, and can be used in stationary or scanning modes. The result of the INS method is the carbon content from a site with a footprint of ~2.5 - 3 m2 in the stationary regime, or the average carbon content of the traversed area in the scanning regime. The measurement range of the current INS system is &#62;1.5 carbon weight % (standard deviation &#177; 0.3 w%) in the upper 10 cm soil layer for a 1 hmeasurement.

Here, we present the protocol for in situ measurement of soil carbon using the neutron-gamma technique for single point measurements (static mode) or field averages (scanning mode). We also describe system construction and elaborate data treatment procedures.

Mediciones de carbono del suelo por neutrón-Gamma análisis en estática y modos de exploración

The herein described application of the inelastic neutron scattering (INS) method for soil carbon analysis is based on the registration and analysis of ...

Ultrasonic Fatigue Testing in the Tension-Compression Mode

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on exposing the specimen to longitudinal vibrations on its resonance frequency close to 20 kHz. With use of this method, it is possible to significantly decrease the time required for the test, when compared to conventional testing devices usually working at frequencies under 200 Hz. It is also used to simulate loading of material during operation in high speed conditions, such as those experienced by components of jet engines or car turbo pumps. It is necessary to operate only in the high and ultra-high cycle region, due to the possibility of extremely high deformation rates, which can have a significant influence on the test results. Specimen shape and dimensions have to be carefully selected and calculated to fulfill the resonance condition of the ultrasonic system; thus, it is not possible to test the full components or specimens of arbitrary shape. Before each test, it is necessary to harmonize the specimen with the frequency of the ultrasonic system to compensate for deviations of the real shape from the ideal one. It is not possible to run a test until a total fracture of the specimen, since the test is automatically terminated after initiation and propagation of the crack to a certain length, when the stiffness of the system changes enough to shift the system out of the resonance frequency. This manuscript describes the process of evaluation of materials' fatigue properties at high-frequency ultrasonic fatigue loading with use of mechanical resonance at a frequency close to 20 kHz. The protocol includes a detailed description of all steps required for a correct test, including specimen design, stress calculation, harmonizing with the resonance frequency, performing the test, and final static fracture.

A protocol for ultrasonic fatigue testing in the high and ultra-high cycle region in axial tension-compression loading mode.

Fatiga ultrasónica prueba en el modo de tensión-compresión

Ultrasonic fatigue testing is one of a few methods which allow investigating fatigue properties in the ultra-high cycle region. The method is based on ...

Experimental Methods for Spin- and Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy Combined with Polarization-Variable Laser

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser (laser-SARPES), and demonstrate a power of this technique for studying solid state physics. Laser-SARPES achieves two great capabilities. Firstly, by examining orbital selection rule of linearly polarized lasers, orbital selective excitation can be carried out in SAPRES experiment. Secondly, the technique can show full information of a variation of the spin quantum axis as a function of the light polarization. To demonstrate the power of the collaboration of these capabilities in laser-SARPES, we apply this technique for the investigations of spin-orbit coupled surface states of Bi2Se3. This technique affords to decompose spin and orbital components from the spin-orbit coupled wavefunctions. Moreover, as a representative advantage of using the direct spin detection collaborated with the polarization-variable laser, the technique unambiguously visualizes the light polarization dependence of the spin quantum axis in three-dimension. Laser-SARPES dramatically increases a capability of photoemission technique.

Here, we combine polarization-variable 7-eV laser with spin- and angle-resolved photoemission technique to visualize the spin-orbital coupling effect in solid states.

Métodos experimentales para el giro y ángulo resuelto fotoemisión espectroscopia combinan con láser de polarización Variable

The goal of this protocol is to present how to perform spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy combined with polarization-variable 7-eV laser ...

Measuring Magnetically-Tuned Ferroelectric Polarization in Liquid Crystals

Materials showing coupling phenomena between magnetism and (ferro)electricity, i.e., magnetoelectric effects, have attracted a great deal of attention due to their potential applications for future device technologies such as sensors and storage. However, conventional approaches, which usually utilize materials containing magnetic metal ions (or radicals), have a major problem: only a few materials have been found to show the coupling phenomena at room temperature. Recently, we proposed a new approach to achieve room-temperature magnetoelectrics. In contrast to conventional approaches, our alternative proposal focuses on a completely different material, a &#34;liquid crystal&#34;, free from magnetic metal ions. In such liquid crystals, a magnetic field can be utilized to control the orientational state of constituent molecules and the corresponding electric polarization through magnetic anisotropy of the molecules; it is an unprecedented mechanism of the magnetoelectric effect. In this context, this paper provides a protocol to measure ferroelectric properties induced by a magnetic field, that is, the direct magnetoelectric effect, in a liquid crystal. With the method detailed here, we successfully detected magnetically-tuned electric polarization in the chiral smectic C phase of a liquid crystal at room temperature. Taken together with the flexibility of constituent molecules, which directly affects the magnetoelectric responses, the introduced method will serve to allow liquid crystal cells to acquire more functions as room-temperature magnetoelectrics and associated optical materials.

In this report, we present a protocol to examine direct magnetoelectric effects, i.e., induction of ferroelectric polarization by applying magnetic fields, in liquid crystals. This protocol provides a unique approach, supported by the softness of liquid crystals, to achieve room-temperature magnetoelectrics.

Medición de polarización ferroelectrica magnético sintonizado en cristales líquidos

Materials showing coupling phenomena between magnetism and (ferro)electricity, i.e., magnetoelectric effects, have attracted a great deal of attention due ...

Carrier Lifetime Measurements in Semiconductors through the Microwave Photoconductivity Decay Method

This work presents a protocol employing the microwave photoconductivity decay (&#956;-PCD) for measurement of the carrier lifetime in semiconductor materials, especially SiC. In principle, excess carriers in the semiconductor generated via excitation recombine with time and, subsequently, return to the equilibrium state. The time constant of this recombination is known as the carrier lifetime, an important parameter in semiconductor materials and devices that requires a noncontact and nondestructive measurement ideally achieved by the &#956;-PCD. During irradiation of a sample, a part of the microwave is reflected by the semiconductor sample. Microwave reflectance depends on the sample conductivity, which is attributed to the carriers. Therefore, the time decay of excess carriers can be observed through detection of the reflected microwave intensity, whose decay curve can be analyzed for estimation of the carrier lifetime. Results confirm the suitability of the &#956;-PCD protocol in measuring the carrier lifetime in semiconductor materials and devices.

As one of the important physical parameters in semiconductors, carrier lifetime is measured herein via a protocol employing the microwave photoconductivity decay method.

Portador de por vida medidas en semiconductores a través del método de decaimiento de fotoconductividad de microondas

This work presents a protocol employing the microwave photoconductivity decay (&#956;-PCD) for measurement of the carrier lifetime in semiconductor ...

Implementation of a Nonlinear Microscope Based on Stimulated Raman Scattering

Stimulated Raman scattering (SRS) microscopy uses near-infrared excitation light; therefore, it shares many multi-photon microscopic imaging properties. SRS imaging modality can be obtained using commercial laser-scanning microscopes by equipping with a non-descanned forward detector with proper bandpass filters and lock-in amplifier (LIA) detection scheme. A schematic layout of a typical SRS microscope includes the following: two pulsed laser beams, (i.e., the pump and probe directed in a scanning microscope), which must be overlapped in both space and time at the image plane, then focused by a microscope objective into the sample through two scanning mirrors (SMs), which raster the focal spot across an x-y plane. After interaction with the sample, transmitted output pulses are collected by an upper objective and measured by a forward detection system inserted in an inverted microscope. Pump pulses are removed by a stack of optical filters, whereas the probe pulses that are the result of the SRS process occurring in the focal volume of the specimen are measured by a photodiode (PD). The readout of the PD is demodulated by the LIA to extract the modulation depth. A two-dimensional (2D) image is obtained by synchronizing the forward detection unit with the microscope scanning unit. In this paper, the implementation of an SRS microscope is described and successfully demonstrated, as well as the reporting of label-free images of polystyrene beads with diameters of 3 &#181;m. It is worth noting that SRS microscopes are not commercially available, so in order to take advantage of these characteristics, the homemade construction is the only option. Since SRS microscopy is becoming popular in many fields, it is believed that this careful description of the SRS microscope implementation can be very useful for the scientific community.

In this manuscript, the implementation of a stimulated Raman scattering (SRS) microscope, obtained by the integration of an SRS experimental set-up with a laser scanning microscope, is described. The SRS microscope is based on two femtosecond (fs) laser sources, a Ti-Sapphire (Ti:Sa) and synchronized optical parametric oscillator (OPO).

Implementación de un microscopio no lineal basado en la dispersión estimulada de Raman

Stimulated Raman scattering (SRS) microscopy uses near-infrared excitation light; therefore, it shares many multi-photon microscopic imaging properties. ...

A Photonic System for Generating Unconditional Polarization-Entangled Photons Based on Multiple Quantum Interference

We present a high-performance source of unconditional polarization-entangled photons that have a high-emission rate, a broadband distribution, are degenerated and postselection free. The property of the source is based on the multiple quantum interference effect with a round-trip configuration of a Sagnac interferometer. The quantum interference effects make it possible to use the high generation efficiency of the polarization-entangled photons to process parametric down-conversion, and separate degenerated photon pairs into different optical modes without a postselection requirement. The principle of the optical system was described and experimentally used to measure the fidelity and Bell parameters, and also to characterize the generated polarization-entangled photons from a minimum of six combinations of polarization correlated data. The experimentally obtained fidelity and Bell parameters exceeded the classical local correlation limit and are clear evidence of the generation of unconditional polarization-entangled photons.

We describe an optical system for the generation of unconditional polarization-entangled photons based on multiple quantum interference effects with a detection scheme to estimate the experimental fidelity of generated entangled photons.

Un sistema fotónico para generar fotones enredados de polarización incondicional basados en interferencias cuánticas múltiples

We present a high-performance source of unconditional polarization-entangled photons that have a high-emission rate, a broadband distribution, are ...

Low-cost Custom Fabrication and Mode-locked Operation of an All-normal-dispersion Femtosecond Fiber Laser for Multiphoton Microscopy

A protocol is presented to build a custom low-cost yet high-performance femtosecond (fs) fiber laser. This all-normal-dispersion (ANDi) ytterbium-doped fiber laser is built completely using commercially available parts, including $8,000 in fiber optic and pump laser components, plus $4,800 in standard optical components and extra-cavity accessories. Researchers new to fiber optic device fabrication may also consider investing in basic fiber splicing and laser pulse characterization equipment (~$63,000). Important for optimal laser operation, methods to verify true versus apparent (partial or noise-like) mode-locked performance are presented. This system achieves 70 fs pulse duration with a center wavelength of approximately 1,070 nm and a pulse repetition rate of 31 MHz. This fiber laser exhibits the peak performance that may be obtained for an easily assembled fiber laser system, which makes this design ideal for research laboratories aiming to develop compact and portable fs laser technologies that enable new implementations of clinical multiphoton microscopy and fs surgery.

A method is presented to build a custom low-cost, mode-locked femtosecond fiber laser for potential applications in multiphoton microscopy, endoscopy, and photomedicine. This laser is built using commercially available parts and basic splicing techniques.

Fabricación personalizada de bajo costo y operación bloqueada por modo de un láser de fibra Femtosecond de dispersión normal para microscopía multifotón

A protocol is presented to build a custom low-cost yet high-performance femtosecond (fs) fiber laser. This all-normal-dispersion (ANDi) ytterbium-doped ...