Análise espectral do espalhamento Brillouin-rayleigh em fibra óptica monomodo

• Autor(a) principal: Sandro Fonseca Quirino
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2012/10.09.17.28

Este trabalho trata da interação da radiação laser com a matéria, particularmente, o espalhamento de luz em fibras ópticas monomodo, que é um sólido dielétrico amorfo, com defeitos pontuais intrínsecos e extrínsecos, por meio da realização de dois exper-imentos. No primeiro experimento, foi utilizado um analisador de espectro óptico de alta resolução para resolver o espectro relativo aos sinais retroespalhados Brillouin Stokes e Rayleigh, gerados em uma fibra óptica nomomodo, padrão para telecomunicação, com 2.6 km de comprimento e 9 $\mu$m de diâmetro. Esta fibra óptica foi bombeada com um feixe de laser contínuo, centrado em 1318,820 nm, com largura de linha de 5 kHz, gerado em uma cavidade de \textit{Nd} : \textit{Y AG}. A potência deste feixe de laser pode ser ajustada entre 10 mW e 150 mW, já acoplado em uma fibra óptica. Os sinais retro espalhados Brillouin Stokes e Rayleigh foram caracterizados quanto a potência de pico e a posição espectral em função da potência de bombeamento. Este mesmo experimento permitiu caracterizar o comportamento da radiação transmitida em função da potência de bombeamento. Como resultados originais, este experimento permitiu observar a saturação da potência de pico do retroespalhamento Rayleigh, o comportamento oscilatório após esta saturação e a geração das bandas laterais na presença do retro espalhamento Brillouin Stokes. Esta análise permitiu, ainda, verificar que a frequência das bandas laterais convergem para a frequência de pico da banda do espalhamento Brillouin Stokes. É mostrado que, tanto a frequência como a potência destas bandas laterais podem ser controladas pelo potência de bombeamento. É apresentado uma metodologia para medir o limiar Brillouin Stokes utilizando o sinal retro espalhado. No segundo experimento, um trecho da fibra õptica com 40 m de comprimento é submetido a um banho de radiação gama emitida por fonte de cobalto, sendo a dose acumulada de 50 \textit{krad} (0.5 \textit{Gy}). Os resultados são coletados em um sistema de aquisição formado por um osciloscópio conectado ao um computador. O experimento transcorreu por 7 dias, sem interrupção. Foi mostrado que é possível utilizar o retroespalhamento Brillouin como sensor de dose de radiação ionizante, bem como a utilização do retro espalhamento Brillouin para estimar a perda decorrente dos centros de cor em tempo real.