Contribuciones al desarrollo de láseres bi-línea de fibra óptica para espectroscopía coherente anti-Stokes de la dispersión Raman (CARS)
- Autores: Iñaki Aporta Litago
- Directores de la Tesis: María Ángeles Quintela Incera (dir. tes.), José Miguel López Higuera (codir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Cantabria ( España ) en 2019
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel López-Amo Sainz (presid.), Adolfo Cobo García (secret.), Maria Teresa Flores-Arias (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Tecnologías de la Información y Comunicaciones en Redes Móviles / Mobile Network Information and Communication Technologies por la Universidad de A Coruña; la Universidad de Cantabria; la Universidad de Oviedo; la Universidad de Zaragoza y la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: UCrea
- Resumen
En este trabajo, se han analizado y estudiado los parámetros óptimos que debe tener una fuente de luz de fibra óptica para cumplir con las exigencias necesarias en la obtención de imágenes de microscopía basada en la dispersión Raman coherente anti-Stokes (CARS en inglés Coherent anti-Stokes Raman Scattering), contribuyendo así al desarrollo de este tipo de láseres construidos íntegramente en fibra. El primer escenario que contempla esta tesis a nivel experimental, es la generación de un láser en régimen pulsado de picosegundos con una tasa de repetición de unos pocos MHz mediante la técnica de bloqueo de modo pasivo. Esta fuente basada en iterbio puede alcanzar potencias de pico de varios kW previa amplificación de los pulsos, y ha servido como base para generar el láser semilla utilizado para bombear una fibra microestructura con el objetivo de excitar la mezcla de cuatro ondas (FWM en inglés Four Wave Mixing) como efecto no lineal de conversión paramétrica en frecuencia. Este proceso de conversión permite la generación de componentes espectrales con una diferencia frecuencial equivalente a la resonancia Raman de un cierto tipo de enlaces moleculares, excitando de esta manera el proceso CARS mediante su aplicación sobre una muestra biológica en un microscopio. Dentro del contexto de fuentes pulsadas, se ha desarrollado también una fuente de solitones como mecanismo de generación de pulsos ultracortos.
Como antesala a la consecución de una fuente láser de fibra basada en FWM para CARS, se ha realizado el análisis mediante simulación de los parámetros de diferentes fibras microestructuradas como método de selección de una fibra comercial adecuada para trabajar en la región de interés. Para finalizar, se han desarrollado diferentes configuraciones de una estructura láser para su aplicación en microscopía CARS, culminando el desarrollo experimental con una fuente sintonizable en un rango de 40 nm y una potencia de pico que ronda los 5 kW, ideal para la conversión en frecuencia mediante FWM en la fibra microestructurada. La capacidad de sintonización de la fuente también se extiende a las bandas paramétricas generadas en dicha fibra, permitiendo variar la diferencia frecuencial entre las componentes espectrales y, por lo tanto, la resonancia Raman de interés.
