BR112017004051B1

BR112017004051B1 - Gerador de pulso de fibra para emissão de um trem de pulsos

Info

Publication number: BR112017004051B1
Application number: BR112017004051-4A
Authority: BR
Inventors: Igor Samartsev; Andrey Bordenyuk
Original assignee: Ipg Photonics Corporation
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2022-06-07
Also published as: CN106716749A; KR102218499B1; BR112017004051A2; US10193296B2; JP2018502434A; RU2690864C2; WO2016100330A1; CA2955503A1; RU2017102982A3; EP3235076A1; RU2017102982A; CN106716749B; EP3235076A4; EP3235076B1; CA2955503C; KR20170101880A; JP6657178B2; US20170365972A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um gerador de fibra de pulso que é configurado com um guia de onda de anel unidirecional configurado para emitir um trem de pulsos. O guia de onda do anel inclui múltiplos amplificadores de fibra, componentes de fibra de chilrear acoplados às respectivas saídas do primeiro e do segundo amplificadores de fibra, e múltiplos filtros espectrais acoplados às respectivas saídas dos componentes de chilrear. Os filtros têm respectivas passagens de banda espectral centralizadas ao redor de diferentes comprimentos de onda centrais para fornecer vazamento de luz ao longo da cavidade de anel em resposta aos processos não lineares induzidos na cavidade de anel. O gerador de pulso opera em um estágio preliminar durante o qual é configurado para desenvolver um componente de passo para um sinal, e em um estágio estável durante o qual é configurado para emitir um trem de pulsos através de um acoplador de saída no máximo uma vez por uma única viagem de ida e volta do sinal.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da invenção

[001] A invenção se refere a sistemas de laser de anel de fibra de pulso curto. Em particular, a invenção se refere a uma cavidade de anel de fibra passivamente travado por modo configurado para gerar pulsos chirpados gigantes de subnanossegundos.

Glossário

[002] A dispersão anómala de material refere-se ao material em que o índice de refração aumenta com um comprimento de onda progressivamente crescente.

[003] Largura de banda é uma faixa do comprimento de onda utilizada para denotar uma parte específica do espectro que passa energia incidente.

[004] Faixa de bloqueio é um intervalo de comprimento de onda utilizado para denotar uma região espectral de energia que é atenuada pelo filtro.

[005] Comprimento de onda central (CWL) é o ponto médio entre metade da amplitude máxima na curva do comprimento de onda longo e curto.

[006] Pulso chirpado se refere ao pulso no qual o comprimento de onda central de instante (frequência) muda pelo pulso no domínio de tempo.

[007] Pulso desejado é o pulso com a largura espectral desejada e a duração gerada em uma cavidade de anel.

[008] Dispersão se refere à dependência da velocidade da propagação de luz no material (ou o índice de refração) no comprimento de onda.

[009] Isolador se refere ao dispositivo que permite a transmissão de luz apenas em uma direção.

[0010] Linearidade, no sentido comum, se refere a uma relação matemática que pode ser graficamente representada como uma linha reta, como em duas quantidades que são diretamente proporcionais entre si.

[0011] Chiado de frequência linear se refere ao pulso no qual a frequência muda linearmente pelo pulso no domínio de tempo.

[0012] Não linearidade é a interação da luz com a matéria no regime onde a reposta do material ao campo eletromagnético aplicado é não linear na amplitude deste campo.

[0013] A aquisição de fase não linear se refere a um ganho não linear de fase sobre amplitude do campo elétrico; uma das manifestações da aquisição de fase não linear é a ampliação de um componente espectral de pulso de luz devido ao fenômeno de modulação de fase independente não linear.

[0014] Dispersão normal (positiva) de material se refere ao material no qual o índice de refração reduz com um comprimento de onda gradualmente crescente.

[0015] Filtros ópticos são configurados para seletivamente transmitir luz em uma faixa particular de comprimentos de onda, enquanto bloqueiam o restante. Eles podem geralmente passar filtros de comprimentos de onda longos (passagem longa), filtros de curtos comprimentos de onda apenas (passagem curta).

[0016] Passagem óptica é o produto de passagem geométrica e um índice de refração.

[0017] A condição de periodicidade (Limite) do oscilador é a capacidade de repetição dos parâmetros de pulso após cada passagem única sobre a cavidade de anel.

[0018] Fase é a fração do ciclo de onda que esgotou em relação à origem.

[0019] Mudança de fase se refere às duas múltiplas ondas que não alinham-se. A mudança de fase pode ser causada por uma diferença nas passagens ópticas das respectivas ondas idênticas.

[0020] O componente de passo se refere a um pulso em desenvolvimento de luz guiada ao longo da cavidade de anel durante a fase preliminar tendo diferentes características em qualquer ponto da cavidade de anel de uma viagem de ida e volta para outra viagem de ida e volta.

[0021] Duração do pulso Tp é a largura do intervalo de tempo dentro do qual a potência é pelo menos metade da potência máxima (FWHM). Pulsos ultracurtos são pulsos na faixa de duração de pulso em picossegundo-femtossegundo.

[0022] Energia do pulso é o produto da potência máxima e largura de pulso (está à direita na aproximação do pulso quadrado, entretanto, conforme estamos explicando abaixo sobre a fração de pulso com intensidade instantânea mais alta para explicar o desempenho de NALM, nós deveríamos reescrever isto como Área sob curva de intensidade de pulso temporal), essencialmente a área dentro do pulso.

[0023] O fator Q é, geralmente, o índice da energia armazenada para a energia dissipada por viagem de ida e volta.

[0024] Domínio Espectral é a característica de um pulso de luz que descreve uma largura espectral finita (largura de banda) mesmo no pulso com a frequência instantânea sendo constante (ou seja, o pulso sem chiado).

[0025] Modulação de fase independente (SPM) é um fenômeno que resulta da dependência do índice de refração de um meio na intensidade de um pulso de luz e é manifestado por modulação espectral e temporal incluindo a ampliação do pulso de luz.

[0026] Pulso autossimilar (“semelhante a”) se refere ao pulso parabólico que é capaz de converter a fase adquirida no processo não linear em um chiado de frequência linear.

[0027] Sinal se refere ao pulso de luz desenvolvido do componente de passo e caracterizado pelos parâmetros que mudam continuamente durante uma única viagem de ida e volta, mas tendo as mesmas características em qualquer ponto dado da cavidade de anel durante as viagens de ida e volta consecutivas.

[0028] Pulso curto se refere ao pulso tendo a duração em uma faixa de sub-nanossegundo.

[0029] Sóliton se refere ao pulso chirpado que preserva seu formato temporal e espectral enquanto propaga por toda uma cavidade de anel.

[0030] Domínio temporal de um pulso de luz relacionado a uma potência óptica P, ou seja, energia por tempo de unidade que é apreciável apenas dentro do intervalo de curto período e está próximo à zero em outros momentos.

[0031] Pulso transiente é um pulso em desenvolvimento guiado ao redor da cavidade de anel e tendo largura espectral e duração diferente (pode ser menor ou maior especialmente no tempo) do que às do pulso desejado.

Panorama tecnológico

[0032] Sistemas de laser de fibra de pulso curto, oferecendo arquiteturas inovadoras e intensidade máxima de pulso combinada com taxas de repetição de frequências de pulsação elevadas, ajudam a fabricar componentes com qualidade, precisão e velocidade sem precedentes. Devido à curta duração dos impulsos, a energia laser pode ser introduzida no material em um tempo mais curto do que o calor pode ser depositado, o que evita assim danos térmicos à peça. Não surpreendentemente, os sistemas industriais de subnanossegundos do laser encontram aplicações amplas do mercado do dispositivo médico a muitas outras indústrias principais.

[0033] Um sistema de laser de pulsos é necessariamente configurado com um gerador de pulso ou oscilador tendo uma cavidade de laser. As frequências que circulam na cavidade e que têm mais ganho que perdas são chamadas modos longitudinais e podem ser consideradas como uma montagem de osciladores independentes. Enquanto circulam na cavidade, os modos longitudinais são separados por ΔF = v / L para um laser de fibra configurado com uma cavidade de anel que é de particular interesse aqui, onde L é o comprimento da cavidade e v é a velocidade da luz. Quando estes modos oscilam independentemente uns dos outros, o laser emite continuamente. No entanto, quando um desvio de fase fixo existe entre os vários modos, a cavidade emite um trem de pulsos e torna-se bloqueado de modo.

[0034] São bem conhecidos vários métodos para gerar pulsos ultracurtos. Um destes métodos - travamento de modo passivo - é parte da matéria revelada. A chave para o travamento de modos passivo é a presença em uma cavidade de anel de pelo menos um componente que tem uma resposta não linear ao aumento da intensidade máxima. Várias arquiteturas são conhecidas por realizarem o método passivo de travamento de modo.

[0035] Uma destas arquiteturas é a rotação de polarização não linear (NLPR) que pode ser melhor compreendida utilizando a cavidade de anel ilustrada na figura 1. O isolador de polarização colocado entre dois controladores de polarização atua como o elemento de bloqueio de modo. Ele desempenha o papel duplo de um isolador e um polarizador de tal modo que a luz que sai do isolador está linearmente polarizada. O controlador de polarização colocado após o isolador muda o estado de polarização para elíptico. O estado de polarização evolui de forma não linear durante a propagação do pulso devido a fases de fase induzidas por fases independentes e cruzadas impostas aos componentes ortogonalmente polarizados. O estado de polarização é não uniforme ao longo do pulso devido à dependência de intensidade do desvio de fase não linear. O segundo controlador de polarização (um antes do isolador) é ajustado de modo a forçar a polarização a ser linear na parte central do pulso. O isolador polarizador permite que a parte central intensa do pulso passe mas bloqueie (absorva) as asas de pulso de baixa intensidade. O resultado líquido é que o pulso é encurtado após uma viagem de ida e volta dentro da cavidade de anel. Assim, o isolador dependente da polarização, trabalhando em conjunto com a fibra de birrefringência, pode gerar uma perda dependente da intensidade.

[0036] Uma variedade de pulsos de energia ultra alta pode ser gerada com sucesso utilizando a arquitetura NLPR incluindo sólitons, sólitons guiados por ganho geralmente com dispersão de cavidade puramente normal e similares. Entretanto, os controladores de polarização requerem feedback complicado com sistema de controle fino. O processo NLPR é sensível às mudanças ambientais e condições de embalagem. Como consequência, é difícil satisfazer as condições de periodicidade, isto é, a reprodutibilidade das características do pulso numa localização consistente após cada viagem de ida e volta da cavidade do laser.

[0037] A arquitetura de fibra interferométrica tem dois tipos gerais: o espelho de laço óptico não linear (NOLM) mostrado na figura 2A e o espelho de laço de amplificação não linear (NALM) visto na figura 2B. Ambos os dispositivos funcionam de acordo com o funcionamento do interferómetro Sagnac. Este último é construído a partir de um acoplador de fibra fundida cujos orifícios de saída são unidos entre si para formar um laço e as intensidades de contrapropagação Ic (no sentido dos ponteiros do relógio) e Icc (no sentido contrário ao dos ponteiros do relógio) são desiguais pela divisão do acoplador não igual a 50% (NOLM) ou pela inclusão de um amplificador de fibra em linha mais próximo de uma das portas do acoplador (NALM).

[0038] As réplicas ópticas com intensidades desiguais adquirem um desvio de fase diferencial, devido ao índice de refração não linear. Por exemplo, na figura 2A, o acoplador divide a intensidade luminosa do sinal entre (50 - n)% (Icc) transportado na réplica de propagação anti- horário com intensidade Icc e (50 + n)% (Ic) na réplica no sentido horário. Assim, se Ic da réplica horária é suficientemente intenso para desencadear uma resposta não linear da fibra, isto é, para induzir SPM, e Icc da outra réplica é baixa, um desvio de fase diferencial significativo irá acumular entre as partes de réplicas de contrapropagação tendo diferentes intensidades instantâneas. Propagando através do acoplador fundido, as réplicas interferem entre si. Somente frações de réplicas ganhando fases não correspondentes, que correspondem a pontas de pulso de alta intensidade, interferem construtivamente como resultado do processo de SPM durante sua propagação sobre o laço formando assim conhecido um NALM.

[0039] Os lasers, configurados de acordo com as arquiteturas de bloqueio de modo interferométrico, representam uma estrutura relativamente nova, raramente utilizada, que torna a discussão sobre vantagens práticas ou desvantagens desta abordagem particular bastante difícil. Entretanto, a arquitetura NOLM/NALM, como o NLPR pode não ter a estabilidade desejada, isto é, os pulsos de saída podem não ser uniformes. A não uniformidade do pulso leva a um fraco desempenho do laser. Além disso, a arquitetura NOLM/NALM, como a NLPR, não é nem simples nem particularmente econômica.

[0040] Uma necessidade existe para uma nova arquitetura completamente operativa para realizar o travamento de modos passivo em um gerador de pulso da cavidade de anel que tem uma estrutura simples, robusta capaz de emitir pulsos de luz uniformes e de alta energia de subnanossegundos.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0041] Em contraste a todas as arquiteturas conhecidas projetadas para gerar um pulso chirpado, a cavidade de anel revelada não tem um único elemento individual que tem uma resposta não linear. Em outras palavras, conforme o pulso propaga através de cada elemento individual, a intensidade de um componente espectral muda apenas linearmente.

[0042] O efeito não linear na estrutura inventiva é um resultado da geração de novos componentes espectrais durante a evolução do pulso dentro de uma cavidade de anel. São estes novos componentes espectrais que fazem o pulso passar através de dois filtros espectrais, que são centralizados em diferentes comprimentos de onda centrais, mudam sua intensidade máxima não linearmente. Os novos componentes espectrais tornam o processo de sincronização de modo altamente competitivo, devido às baixas perdas para o travamento do modo, em comparação com outros tipos de geração, como CW e interrupção Q.

[0043] A estrutura inventiva pode gerar vários tipos de pulso incluindo sólitons, similaridades e outros e é particularmente benéfica à geração de pulsos ultracurtos com um chiado gigante. Para a geração de pulso chirpado gigante, duas etapas são importantes ára estabelecer um regime de travamento de modo passivo de um gerador de pulso curto: (a) filtrar um pulso espectralmente estreito de um pulso mais amplo e (b) ampliar o pulso estreito formado na frequência e no domínio de tempo devido aos efeitos não lineares que afetam a luz em uma fibra longa. O resultado dessas duas etapas é um pulso chirpado positivamente linear da figura 3, ou seja, o pulso que é ampliado em ambos os domínios espectral e temporal quando comparados ao pulso inicial e tem uma frequência transportadora linearmente que varia pelo pulso. A linearidade da frequência transportadora é importante para compressão adicional do pulso, então, esticado.

[0044] A razão para emitir um pulso chirpado é bem conhecida a um técnico no assunto de laser - é necessário reduzir de alguma forma a intensidade do pico máxima disponível dos lasers (e amplificadores) por causa de efeitos não lineares, de outra forma, prejudiciais e danos ópticos enfraqueceriam a operação do gerador de pulso (e amplificador). A solução para este problema foi encontrada pelo estiramento da duração do pulso ou de chilreio, mantendo a potência máxima em níveis seguros e, então, comprimindo o pulso de saída à duração original após um subsequente ou múltiplos estágios de amplificação.

[0045] O gerador inventivo de gigantes pulsos chirpados é configurado com um guia de onda de fibra de anel ou luz de guia de cavidade em uma direção. O guia de onda de fibra inclui um isolador de fibra que fornece a direcionalidade desejada da propagação da luz dentro do guia de onda de fibra do anel. Uma pluralidade de componentes de fibra todos constituindo o guia de onda de fibra do anel é organizada em múltiplas cadeias de fibra, cada uma necessariamente incluindo um amplificador, uma bobina de fibra e um filtro espectral. Durante um estágio de inicialização do gerador de pulso inventivo, em resposta aos pulsos de etalon lançados de uma fonte de semente externa ou ruídos artificialmente induzidos por bombas, emissão espontânea é amplificada (ASE) em um primeiro amplificador de fibra dentro da faixa espectral desejada que é caracterizada por um componente de onda contínua (CW) e componente(s) de componente de passo. A propagação através de uma primeira bobina de fibra, o componente de passo é de alguma forma espectral e temporariamente ampliado e ainda espectralmente filtrado em um primeiro filtro. Por exemplo, uma sub-região do comprimento de onda longo é filtrada de uma propagação adicional na direção desejada.

[0046] O componente de pulso filtrado é ainda amplificado em um segundo amplificador em uma intensidade máxima suficiente para induzir um efeito não linear de modulação de fase independente (SPM) enquanto propaga através da segunda bobina de fibra. A SPM é manifestada ampliações espectrais e temporais do componente pulsado que é manifestado pela geração de novos componentes de frequência ou modos ao redor de um componente central. Alguns dos componentes de frequência recentemente gerados sobrepõem parcialmente a passa- banda de frequência do segundo filtro que, em contraste ao primeiro filtro, corta a sub-região do curto comprimento de onda do componente de passo. A geração de novos componentes espectrais se torna possível apenas em certas intensidades máximas de componentes de passo, ou seja, componentes de passo com modos sincronizados, suficientes para induzir um fenômeno de modulação de fase independente.

[0047] A circulação do componente de passo pode continuar através do primeiro grupo de combinação do primeiro amplificador, da bobina de fibra e do filtro configurada novamente para respectivamente amplificar, espectral e temporariamente ampliar e finalmente filtrar o componente pulsado em desenvolvimento. O componente de passo em desenvolvimento é, então, finalmente amplificado no segundo amplificador na intensidade máxima desejada que é instrumental em tal ampliação do componente de passo que cobre completamente a passa- banda do segundo filtro. Neste ponto, o componente de passo espectralmente se desenvolve ao sinal desejado com uma intensidade máxima reduzida de alguma forma perdida no segundo filtro, mas completamente compensada no seguinte primeiro amplificador. A porcentagem predeterminada do sinal espectral e temporariamente subsequente na primeira bobina de fibra é guiada fora do guia de onda do anel como um pulso com a largura espectral, a intensidade e a energia desejadas para ser, ainda, amplificado em, pelo menos, um estágio amplificador antes de ser espectralmente comprimido.

[0048] A inicialização do gerador pulsado revelado requer uma fonte externa para criar ruídos que, quando amplificados, são operativos para criar a amplificação espectral do pulso evolutivo em comparação aos espectros da geração de onda contínua. No ruído de baixa frequência da estrutura inventiva ou geração CW não pode ser substancialmente amplificado devido à operação de múltiplos filtros espa-ciais tendo as passa-bandas da linha estreita, mas diferentes frequências centrais comparadas a um espectro de estado estável do regime pulsado. A configuração do esquema de inicialização no gerador de pulso inventivo depende de um tipo da fonte geradora de ruído externa. Em particular, a relação espectral entre os múltiplos filtros é um resultado direto da configuração da fonte externa.

[0049] Em um esquema de inicialização, a fonte externa, como um laser de diodo, opera como uma bomba que emite luz em um comprimento de onda diferente do comprimento de onda operacional do gerador de pulso revelado. Nesta modalidade, o gerador de pulso inventivo é configurado com os filtros espectrais que têm passa-bandas sobrepostas. Esta configuração dos filtros fornece a discriminação da geração de linha estreita CW que pode ser espontaneamente formada de quântica ou outro tipo de ruído, e/ou de pulsos de interruptor Q com uma energia proibitivamente alta.

[0050] Entretanto, o componente CW possui uma função importante na funcionalidade correta do gerador de pulso revelado durante o estágio transiente de travamento de modos a laser. Os amplificadores são caracterizados por um acúmulo significante de energia. Um componente de passo que passa por estes amplificadores pode ter uma intensidade máxima proibitivamente alta na saída do amplificador que pode levar a uma completa destruição de não apenas o gerador de pulso, mas também os seguintes estágios de amplificação. Para de alguma forma reduzir esta energia acumulada, é desejável reduzir a inversão de população em um meio de ganho. Isto é realizado pelo componente CW que pode ser fornecido com um ganho insignificante para reduzir toda a energia acumulada nos amplificadores. A energia acumulada reduzida contribui para uma intensidade máxima de pulso e energia do componente de passo reduzidas. Tendo a região espectral não filtrada formada entre as passa-bandas sobrepostas dos respectivos filtros possibilita que o componente CW seja guiado através desta região ao longo do guia de onda do anel e realizar a redução de energia acumulada.

[0051] Um aspecto adicional da modalidade que caracteriza a bomba CW se refere à amplificação de emissão espontânea na região espectral desejada que possibilita que o componente de passo passe pela largura espectral predeterminada (e uniforme) de ambos os filtros. Tal amplificação na região espectral desejada é garantida por uma forma especial de luz de bomba. Inicialmente, a saída da bomba é controlada para emitir uma duração curta de alta potência de dez microssegundos a pré-pulsos da bomba de milissegundo para iniciar os ruídos dentro de uma região espectral necessária. O pré-pulso é, então, necessário para popular o espaço de fase de distribuição do ruído no domínio de tempo e frequência. Subsequentemente, um sinal de corrente na entrada da bomba é interrompido e a energia fornecida no(s) pré-pulso(s) é suficiente para amplificar um ou mais pequenos picos de intensidade dentro da região espectral desejada correspondente à largura de banda de ambos os filtros. Depois, a bomba emite uma radiação CW com a amplitude menor do que a do(s) sinal(is) da bomba inicial que possibilita que o componente de passo desenvolva no sinal desejado e estabeleça o regime travado por modos.

[0052] Em uma modalidade adicional, o esquema de inicialização é fornecido uma semente que lança um pulso de etalon ou pulsos de etalon no comprimento de onda operacional do gerador de pulso. Estes pulsos são guiados ao longo do guia de onda do anel em uma taxa de repetição que pode ser a mesma ou diferente de componentes de passo gerados no guia de onda do anel em resposta à luz da bomba de uma bomba que é ligada às vezes após a semente. Após a semente ser desligada e estes pulsos de etalon desaparecerem, mas não antes do excesso de energia armazenada nos amplificadores ser reduzido a níveis de segurança apropriados para impedir a geração de pulsos alternador por Q. Nesta modalidade, os filtros podem ou não podem ter as respectivas passa-bandas sobrepostas.

[0053] Em um regime de iniciação independente estável de geração de sólitons ou similaridades de dissipação, o gerador de pulso revelado opera similar a outras arquiteturas de anel, como NOLM/NALM e NLPR, cada uma tendo um elemento individual não linear. Isto é porque no regime estável, tal elemento não afeta substancialmente na evolução de um pulso, mas é necessário apenas para a formação de pulso do ruído. Mas no regime estável, o gerador de pulso inventivo é operativo para emitir o pulso chirpado desejado no máximo uma vez por viagem de ida e volta, que é, em contraste às cavidades lineares, onde a luz passa repetidamente pela cavidade. A realização de tal saída inclui tanto um acoplador de saída posicionado imediatamente a jusante de qualquer bobina de fibra ou dois acopladores de saída que estão localizados logo a jusante das respectivas bobinas de fibra. No caso de dois acopladores de saída, o pulso chirpado é acoplado fora do guia de onda do anel, cada metade uma viagem de ida e volta.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0054] Os recursos acima e outros do gerador de pulso revelado se tornarão mais prontamente evidentes a partir da descrição específica acompanhada com os desenhos, nos quais:

[0055] A figura 1 é uma configuração conhecida dos geradores de pulso com base na arquitetura NLPR;

[0056] As figuras 2A e 2B são configurações conhecidas das respectivas arquiteturas NOLM e NALM;

[0057] A figura 3 é um pulso chirpado linearmente conhecido;

[0058] A figura 4 é um esquema do gerador de pulso inventivo;

[0059] As figuras de 5A a 5C ilustram o princípio da operação do gerador de pulso na inicialização e nos regimes de geração de pulso estáveis;

[0060] As figuras 6A a 6D ilustram espectros de sinal conforme ele passa através dos filtros do gerador de pulso das figuras 4 e 5C;

[0061] As figuras 7A e 7B ilustram o princípio da operação de uma fonte externa em diferentes esquemas de inicialização do gerador de pulso inventivo;

[0062] A figura 8 ilustra um esquema de bloco de ganho incorporado no gerador de pulso revelado da figura 4;

[0063] A figura 9 ilustra um esquema de bloco de ganho alterado no laser da figura 4.

DESCRIÇÃO ESPECÍFICA

[0064] Em forma de introdução, o gerador de pulso travado por modos passivamente revelado é configurado com uma nova arquitetura que inclui múltiplos filtros especiais que, em combinação entre si, produzem uma resposta não linear que permite uma operação travada por modos estável.

[0065] A figura 4 ilustra o gerador de pulso inventivo configurado com um guia de onda do anel ou cavidade de anel 10 no qual a saída de um dos múltiplos amplificadores de fibra 12 e 20 alimenta o outro amplificador de fibra. Entre o primeiro e o segundo amplificadores 12 e 20, dois ou mais grupos ou cadeias idênticas de elementos de fibra são acoplados juntos para definir a cavidade de anel 10. Além do amplificador de fibra, cada cadeia inclui uma bobina de fibra 16, 22 que fornece respectiva ampliação periódica espectral e temporal do sinal, e filtros de linha estreita 18, 24 operativos para espectralmente filtrar o sinal ampliado. A configuração dos filtros é bem conhecida a técnico no assunto e geralmente inclui um espelho espesso com uma pluralidade de camadas dielétricas capazes de passar apenas a faixa espectral desejada e, se necessário, introduzir uma dispersão normal ou anámola, conforme discutido aqui abaixo. Os filtros podem ter substancialmente a mesma largura de banda. De modo alternativo, um dos filtros pode ser configurado com uma passa-banda que é no máximo cinco (5) vezes mais ampla do que a passa-banda de outro filtro. Além disso, a passa- banda de cada um dis filtros deveria ser de 2 a 10 vezes mais estreita do que a do pulso de saída 55. Entretanto, em alguns casos, a largura de pulso desejada pode ser mais estreita do que a passa-banda dos filtros. A sequência de ampliação e filtragem espectral é necessária para gerar pulsos com um chiado gigante tendo a largura espectral desejada, a duração e a energia de pulso, que é um dos objetos da present invenção. O guia de onda do anel 10 inclui, ainda, um ou mais isoladores 28, que fornecem a direção unidirecional da luz ao redor do guia de onda, e um ou mais acopladores de saída 30 posicionados logo a jusante das respectivas bobinas de fibra 16, 22. Os acopladores de saída guiam o pulso chirpado 55 fora do guia de onda do anel 10. O pulso desacoplado 55 pode, ainda, ser amplificado em um ou mais estágios de amplificação. Para criar a inversão de população desejada em um meio de ganho dos amplificadores, ou seja, para iniciar a operação do gerador de pulso inventivo, uma ou duas bombas CW 26 são opticamente acopladas aos respectivos amplificadores. Todos os componentes revelados acima são interconectados por fibras de único modo transversal (SM). A operação do gerador de pulso revelado será discutida aqui abaixo e inclui fases de inicialização não saturada e geração de puslo no estado estável saturada (travamento de modos).

[0066] Com referência às figuras 5A e 5B, além da figura 4, a fase de inicialização inclui a injeção de semente (figura 5A) e estágios transientes (figura 5B). A fase de inicialização fornece uma ampliação espectral de um componente de passo dentro da faixa espectral desejada de modo que sua largura espectral fique mais ampla do que a da geração CW. A invenção revela duas configurações diferentes de uma arquittura de inicialização.

[0067] Uma das configurações de inicialização inclui duas fontes da bomba CW 26 (figura 4), como lasers de diodo CW ou lasers de fibra CW. As bombas 26 emitem a luz da bomba acoplada em um meio de ganho do amplificador 12, 20 em um comprimento de onda Àp mais curto do que um comprimento de onda operacional Ào do pulso chirpado desejado que é emitido através do acoplador de saída 30 durante a fase de estado estável do gerador de pulso. A representação gráfica da evolução de componente de passo durante a fase de inicialização mostrada nas figuras 5A-5B não é precisa, mas ainda destina-se a ilustrar tendências gerais que ajudam a entender os processes dentro do guia de onda do anel.

[0068] Voltando especificamente à figura 5A, como o meio de ganho de um ou ambos os amplificadores recebe a luz da bomba, o gerador de pulso inicia a operação de forma contínua, mas com flutuações significantes do ruído de laser na região espectral desejada da radiação CW. O último tem seus espectros caracterizando de um ou mais componentes de passo de baixa intensidade 38 (apenas um é mostrado) cada um sendo estruturado no domínio de tempo 34 e tendo uma largura de linha espectral estreita 36, conforme mostrado na etapa 1 e 2. Conforme o ruído dentro da região espectral desejada percorre através do acoplador de entrada 32 (etapa 2), o componente de passo 38 passa apenas pela ampliação espectral leve. Observe que devido às múltiplas bombas 26, dois processos de desenvolvimento de sinal, ou seja, componente de passo para sinal, ocorrem no guia de onda do anel praticamente de forma simultânea ou dentro de um atraso de tempo muito curto, mas para finalidades de esclarecimento, apenas um dos processos é ainda revelado em detalhes.

[0069] Na etapa 3 do estágio de injeção de semente, o primeiro amplificador 12 é operativo para aumentar uma intensidade máxima de componente de passo 38. A propagação através da primeira bobina 16, o componente de passo 38 dispersa no domínio de tempo e espectralmente amplia no domínio de frequência, conforme mostrado na etapa 4, devido a um efeito de modulação de fase relativamente fraca independente não linear (SPM) que é introduzido pela intensidade máxima elevada. Entretanto, o último não é ainda suficiente para uma ampliação espectral substancial. O componente de passo então amplificado e ampliado 38 (em seu ponto, as perdas de potência no acoplador de saída 30 são insignificantes conforme mostrado na etapa 5) é ainda acoplado ao primeiro filtro 18. O último é configurado, por exemplo, para discriminar longos comprimentos de onda da faixa de frequência desejada, ou seja, passar por uma sub-região de curtos comprimentos de onda enquanto bloqueiam os mais longos, conforme mostrado na etapa 6. Certamente, o filtro 18 pode ser configurado para bloquear curtos comprimentos de onda enquanto passam por uma sub- região dos longos.

[0070] O pulso transiente na saída do primeiro filtro 18 é ainda semeado no segundo amplificador 20 que aumenta significantemente a intensidade máxima do componente de passo, conforme mostrado na etapa 7. O último, por sua vez, induz uma modulação de fase na segunda bobina de fibra 22 que é mais forte do que o da primeira bobina de fibra 16, conforme mostrado na etapa 8. De fato, os componentes de frequência recentemente gerados ao longo de uma margem líder de componente de passo (longo comprimento de onda) 38 entra na passa- banda do segundo filtro 24 que é configurado para discriminar curtos comprimentos de onda neste esquema exemplar, conforme visto na etapa 9. Na saída do segundo filtro 24, os modos do componente de passo têm uma relação de fase fixa, ou seja, os modos são sincronizados. Ainda, nem a intensidade máxima nem a largura espectral do componente de passo 38 ainda atingiu o limite desejado.

[0071] Voltando agora à figura 5B, o estágio transiente começa onde o estágio de injeção de semente não saturada prévia finaliza. O componente de passo do filtro 24 é acoplado ao primeiro amplificador 12 onde sua intensidade máxima é novamente auemntada a um nível suficiente para induzir o efeito de SPM que resulta na greação de novas frequências nas primeiras bobinas de fibra 16. Comparando as etapas idênticas 4 das respectivas figuras 5A e 5B, é claramente visto que o componente de passo é substancialmente ampliado no domínio espectral e esticado no domínio de tempo durante o estágio transiente quando comparado com o estágio de injeção de semente. Entretanto, a largura espectral do componente de passo 38 pode ainda ser insuficiente para cobrir completamente a passa-banda do primeiro filtro 18 que, assim, corta novamente os longos comprimentos de onda do pulso que passa transiente. O segundo amplificador 22 finalmente aumenta a intensidade máxima ao nível desejado que é suficiente para ampliar a largura espectral e a duração do componente de passo para a respectiva largura espectral desejada e a duração, conforme propaga- se através da segunda bobina de fibra 22. Tendo atingido a largura espectral desejada, o componente de passo é completamente desenvolvido a um sinal 50 tendo a largura espectral após a segunda bobina cobrir completamente a passa-banda do filtro 24. Conforme discutido acima, a etapa de inicialização é revelada como tendo uma ou mais viagens de ida e volta do componente de passo 38, antes de ser completamente desenvolvido ao sinal desejado. A princípio, sob certas condições, metade de uma viagem de ida e volta pode ser suficiente para a formação do sinal desejado 50 que, neste caso, seria completamente formado no estágio de injeção de semente.

[0072] Enquanto a descrição acima destaca o desenvolvimento do pulso, o componente CW possui uma função vital na arquitetura de inicialização discutida acima. A cavidade de anel 10 é configurada com um fator Q de alta qualidade que significa o acúmulo de energia alta nos amplificadores de fibra. Se esta energia não for reduzida, o guia de onda do anel inventivo produzirá pulsos comutados por Q tendo tal nível alto de energia que o gerador de pulso pode ser facilmente destruído. A redução de energia é realizada por uma configuração específica de dois filtros 18 e 24 da figura 4. Os comprimentos de onda centrais Àc1, Àc2 dos respectivos filtros são selecionados de modo que a passa-banda de um dos filtros sobreponha a passa-banda do outro filtro, conforme mostrado na figura 4. A região espectral 40 sobreposta entre os dois filtros permite a propagação do componente CW que consome o excesso de energia acumulada em ambos os amplificadores. Entretanto, a quantidade do componente CW deveria ser amplificada de modo que não concorra com o processo de travamento de modos principal. A região sobreposta passa não mais do que 10% da transmitância do filtro máximo que tem a transmitância mais alta, mas preferivelmente não menos do que 0,1% do filtro com a transmitância mais baixa, se os filtros tiverem resepctivas amplitudes de transmitância diferentes entre si. Entretanto, os filtros podem ser configurados com a mesma amplitude de transmitância. Em resumo, os dois filtros 18 e 24 tendo respectivas passa-bandas, que se sobrepoem, funcionam em conjunto com 1. supressão da radiação CW, e 2. desenvolvimento do componente de passo no sinal desejado em um regime de travamento de modos estável.

[0073] A figura 7A, discutida em combinação com a figura 4, ilustra um recurso adicional da arquitetura de inicialização discutida acima e se refere à amplificação do componente de passo ou componentes de passo na região de frequência desejada. Ainda, ninguém sabe quanto tempo é necessário para começar a amplificar um componente de passo fraco dentro de um ruído de baixa frequência de banda ampla que eventualmente termina dentro da faixa do comprimento de onda desejada dos filtros. Para garantir que um componente de passo em desenvolvimento esteja dentro da faixa do comprimento de onda desejada, as bombas 26 potem ter uma entrada modulada por corrente. Inicialmente, a alta amplitude e a curta duração que lançam o pré-pulso ou pré-pulsos da luz da bomba 42 (figura 7A) de uma fração de milissegundos a vários milissegundos é acoplado ao guia de onda do anel 10 (figura 4) e, então, a entrada à bomba 26 é interrompida por aproximadamente a duração da luz da bomba inicial. Tal operação de ligamento/desligamento permite que a energia instantaneamente acumulada seja distribuída sobre uma ampla faixa de ruído de baixa frequência de ampla banda que amplifica necessariamente um ou mais pulsos transientes dentro da região de frequência desejada. Depois disso, a bomba 26 é novamente ligada e opera sem interrupção em um regime CW que emite luz da bomba CW 44 com a amplitude menor do que a de pré-pulso desde que o gerador de pulso opere. A amplitude da bomba CW pode variar para ajustar os parâmetros do sinal de saída.

[0074] Com referência às figuras 4 e 7B, uma configuração alternativa do estágio de inicialização, além das bombas 26, inclui uma semente ou sementes 46 (figura 4), que são ligadas antes das bombas 26 iniciarem a operação, emitindo um ou mais pulsos de etalon uniformes da luz da bomba 48 (figura 7A). Os pulsos de etalon reduzem gradualmente após as sementes serem desenergizadas logo após as bombas começarem a emitir luz da bomba CW. Esta configuração, como a anterior, ajuda a reduzir a energia acumulada em lasers de fibra 12 e 20 para impedir a geração de pulsos comutador por Q. Os pulsos de etalon propagam através do guia de onda do anel 10 em uma taxa de repetição de ligamento e desligamento da semente que é diferente ao dos pulsos desejados sendo desacoplados da cavidade de anel. O uso da semente 46 pode ainda, de alguma forma, alterar a configuração do guia de onda do anel 10. A estrutura alterada do guia de onda 10 pode ter filtros 18 e 24 configurados com respectivas passa-bandas que não se sobrepõem. Entretanto, tal modificação não é necessária, e a estrutura alterada do guia de onda do anel 10 revelado na referência à figura 7A também é adequada para realizar esta segunda modalidade.

[0075] Com referência às figuras 5C e 6A a 6D, o estágio estável do gerador de pulso revelado, conforme aqui mostrado, inicia logo na formação do sinal 50 com a largura espectral desejada no final do estágio transiente. A largura espectral desejada do sinal 50 no caso das passa-bandas sobrepostas dos respectivos filtros é de modo que uma parte do sinal desenvolvido propague pela região sobreposta. No caso quando as passa-bandas não são sobrepostas, a largura espectral desejada do sinal é de modo que sobreponha-se passa-banda dos filtros consecutivos.

[0076] Em particular, quando o sinal 50 que passa pelo filtro 18 (figura 6A), o último filtra todos os modos de comprimento de onda longo deixando o sinal 50 centralizado no comprimento de onda ce ntral A1, conforme mostrado na figura 6B. Na amplificação adicional e ampliação espectral, o sinal 50 adquire novas frequências suficientes para sobrepor toda a passa-banda do filtro 24, que, em contraste ao filtro 18, bloqueia ainda a propagação de todo o curto comprimento de onda (figura 6C). Como um resultado, o sinal 50 é agora centralizado no segundo comprimento de onda central À2. O processo da amplificação adicional e ampliação espectral se repete a cada metade de uma viagem de ida e volta do sinal na cavidade de anel.

[0077] Uma vez que o sinal 50 é desenvolvido, ele não faz mais do que uma única viagem de ida e volta ao redor da cavidade de anel 10 antes do acoplador de saída 30 (figura 4) guiar o pulso 55 para fora da cavidade. Preferivelmente, o último pode ter acoplador de saída 30 adicional diretamente conectado à saída da segunda bobina de fibra 22, conforme mostrado em linhas tracejadas na figura 4. Tal configuração permite o desacoplamento do pulso 55 a cada metade de uma viagem de ida e volta.

[0078] O gerador de pulso revelado acima pode operar em qualquer comprimento de onda operacional desejado dependendo dos íons de materiais de terra rara que são utilizados no meio de ganho de amplificadores 12 e 20. Dado apenas como um exemplo, estes materiais de terra rara podem incluir itérbio, érbio e túlio. Entretanto, todos os outros materiais de terra rara conhecidos como emissores de luz podem ser utilizados como os materiais listados acima. Estruturalmente, além das duas cadeias de fibra, pode ser benéfico utilizar cadeias de fibra adicionais para garantir a potência máxima uniforme dos pulsos de luz do sinal desacoplado.

[0079] Os componentes de fibra do guia de onda do anel 10 podem ser configurados para ter uma dispersão líquida positiva. O último é particularmente vantajoso em uma faixa do comprimento de onda de um micra, onde todos os componentes têm dispersão normal. Entretanto, com referência à figura 4, é possível utilizar o gerador de pulso revelado em uma faixa do comprimento de onda de um micra tendo um dos elementos mostrados com uma dispersão negativa que não afeta toda a dispersão líquida positiva. Por exemplo, a dispersão líquida positiva pode ser obtida pela configuração de cada componente do guia de onda do anel 10 para ter uma dispersão positiva (normal). De modo alternativo, um ou mais componentes pode ter uma dispersão anómala (negativa), mas a última não muda toda a dispersão líquida positiva da cavidade de anel. Por exemplo, filtros 18 e 24 cada ou ambos podem ser configurados para ter uma dispersão anómala e ainda ser utilizada em uma faixa do comprimento de onda de um micra. A dispersão líquida dp guia de onda 10 pode ser anómala com todos ou a maioria dos componentes do guia de onda configurados para ter uma dispersão anormal. Finalmente, a dispersão líquida da cavidade de anel 10 pode ser zero.

[0080] Preferivelmente, todo o componente de fibra do guia de onda 10 é configurado em um formato de manutenção de polarização (PM). Ainda, alguns destes componentes ou todos os componentes podem não ser componentes de PM.

[0081] Com referência às figuras 8 e 9, os amplificadores 12 e 20 incluem, cada um, uma combinação de fibra dopada por íon de terra rara 128 tendo suas extremidades opostas que são divididas em respectivas fibras passivas de entrada e saída 130. A fibra 128 tem um núcleo 132 capaz de suportar apenas um único modo transversal ou múltiplos modos transversais (MM). Entretanto, no comprimento de onda operacional desejado, por exemplo, 1,06 micras, o núcleo 132 da MM fibra 128 é configurado para suportar apenas um modo fundamental por meio da escolha de um perfil dopante direito. Em outras palavras, quando a luz SM é acoplada ao núcleo MM 132 de fibra ativa 128, ela excita apenas um modo transversal fundamental que, conforme conhecido por um técnico, se aproxima ao perfil de intensidade do formato gaussiano similar ao das fibras SM. Os pulsos, assim, gerados 55 (figura 4) são emitidos do gerador de pulso em um único modo transversal. De modo alternativo, a fibra 128 pode ter um núcleo SM em um esquema de bombeamento lateral.

[0082] As fibras MM fornecem amplificadores com a oportunidade de utilizar o esquema de bombeamento lateral que pode ter certas vantagens sobre um esquema de bombeamento da extremidade com necessariamente em conjunto com as fibras ativas SM. Primeiro, o esquema de bombeamento lateral não requer o uso do multiplexador de divisão do comprimento de onda (WDM) que pode tolerar apenas potências limitadas. Como uma consequência, a outra vantagem do esquema de bombeamento lateral é a possibilidade de gerar pulsos com potências mais altas do que as das fibras ativas SM, que certamente podem ser uma alternativa às fibras ativas MM. Entretanto, um técnico no assunto pode perceber facilmente uma técnica de bombeamento de extremidade bem conhecida.

[0083] A figura 9 ilustra a fibra ativa MM 128 tendo um corte transversal em formato de gargalo duplo. Esta modificação fornece uma parte de núcleo ampliado central 132 com um diâmetro maior do que a das extremidades do núcleo 134. A parte do núcleo ampliada 132 fornece maiores potências de bomba e comprimentos de fibra reduzidos que minimiza a probabilidade de acoplar entre os modos fundamental e de ordem alta. As extremidades do núcleo 134 são configuradas similares às extremidades da figura 7 e têm uma combinação MFD que tem fibras passivas SM.

[0084] Os elementos que constituem o guia de onda do anel 10 podem ter uma dispersão positiva, negativa e zero e uma combinação destes. Por exemplo, como é conhecido a partir de um pedido norte- americano copendente....para configurar a cavidade de anel tendo uma dispersão total positiva para usá-lo em uma faixa do comprimento de onda de um micra. A cavidade de anel inclui uma pluralidade de componentes de fibra com diferentes tipos de dispersão que na totalidade fornecem a cavidade de anel com a dispersão positiva.

[0085] A atenção do leitor é dirigida a todos os documentos e artigos que são apresentados simultaneamente com esta especificação e que estão abertos a inspeção pública com esta especificação, e o conteúdo de todos esses documentos e artigos aqui incorporados por referência.

Claims

1. Gerador de pulso de fibra para emissão de um trem de pulsos cada um com uma largura espectral desejada, duração e energia, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de cadeias de fibra conectadas uma a outra para definir uma cavidade de anel (10) que unidirecionalmente guia um sinal ao longo dele, as cadeias de fibra sendo configuradas com: um amplificador de fibra (12, 20) operativa para aumentar uma intensidade do sinal em uma intensidade desejada, uma fibra óptica (16, 22) que recebe o sinal com a intensidade desejada suficiente para ampliar uma largura espectral do sinal em uma largura espectral desejada em uma saída da fibra óptica, e um filtro espectral (18, 24) acoplado à saída da fibra óptica (16, 22) e tendo um passa-banda, em que as passa-bandas de respectivos filtros (18, 24) ópticos das cadeias de fibra são centralizadas nos respectivos componentes de frequência espectralmente espaçados entre si para permitir que o sinal sequencialmente sobreponha as passa- bandas dos respectivos filtros, pelo menos uma das cadeias de fibra que incluem um acoplador de saída (30) que é diretamente acoplado à saída da fibra óptica (16, 22) e configurado para guiar os pulsos com a largura espectral desejada, duração e energia fora da cavidade de anel (10).

2. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: uma pluralidade de bombas (26) cada uma lançando uma radiação CW que é acoplada ao amplificador de fibra (12, 20) e tem um comprimento de onda que difere dos pulsos; e uma pluralidade de fontes de semente (46) cada uma das quais emitindo respectivos pulsos de etalon para iniciar o sinal antes de ligar as bombas (26), as fontes de semente (46) sendo desenergizadas após as bombas (26) serem ligadas, os pulsos de etalon propagando ao redor da cavidade de anel (10) em uma taxa de repetição diferente de uma taxa de repetição dos pulsos do sinal e, quando acoplados ao amplificador de fibra (12, 20), reduzem uma energia acumulada sobre ele em um nível de energia insuficiente para desenvolver os pulsos Q- switch na cavidade de anel (10).

3. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as frequências centrais dos respectivos filtros ópticos (18, 24) espectralmente não se sobrepõem umas às outras e bloqueiam uma radiação de onda contínua (“CW”) de propagar-se através da cavidade de anel (10) ou sobrepõem para passar menos do que 0,1% da radiação CW.

4. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, uma pluralidade de bombas (26), cada uma configurada para: inicialmente emitir um pré-pulso suficiente para iniciar ruídos dentro da região espectral necessária que inclui pelo menos um componente de passo que propaga-se através dos amplificadores de fibra (12, 20), fibras (16, 22) e filtros (18, 24) das duas respectivas cadeias de fibra para ajudar a desenvolver o componente de passo ao sinal com a largura espectral e a intensidade desejadas, e depois disso emitir radiação CW, as frequências centrais dos respectivos filtros ópticos (18, 24) são espectralmente espaçadas, de modo que as passa-bandas dos respectivos filtros ópticos (18, 24) se sobrepõem uns aos outros, uma região espectral entre passa-bandas sobrepostas sendo configuradas para fornecer circulação de uma parte não filtrada da radiação CW ao longo da cavidade de anel (10) suficiente para reduzir uma energia acumulada nos amplificadores de fibra (12, 20) a um nível insuficiente para desenvolver os pulsos Q-switch, os filtros (18, 24) sendo configurados com as respectivas amplitudes de transmitância que são iguais entre si ou diferentes entre si.

5. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as frequências centrais dos respectivos filtros ópticos (18, 24) estão espaçados, de modo que as passa-bandas dos respectivos filtros se sobrepõem umas sobre as outras para definir uma região espectral entre eles configurada para passar menos do que 10% de uma transmitância máxima de um dos filtros com uma transmitância mais alta e/ou em que o pré-pulso tem uma duração de pulso que pode variar de uma fração de milissegundos a vários milissegundos e uma potência mais alta do que a do sinal da radiação CW.

6. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as frequências centrais dos respectivos filtros ópticos (18, 24) estão espaçados, de modo que as passa-bandas dos respectivos filtros se sobrepõem umas sobre as outras para definir uma região espectral entre eles configurada para passar menos do que 10% de uma transmitância máxima de um dos filtros com uma transmitância mais alta e em que a zona sobreposta é configurada para passar no máximo 0,1% de uma transmitância máxima do outro filtro com uma transmitância mais baixa.

7. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as cadeias de fibra são configuradas para ter uma dispersão líquida normal ou uma dispersão líquida anormal, o pulso do sinal espectralmente ampliado sendo temporalmente estendido enquanto propaga através das cadeias de fibra e/ou em que as cadeias de fibra que definem a cavidade de anel (10) são configuradas para ter uma dispersão líquida zero.

8. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pulso de sinal espectralmente ampliado é um pulso chirpado linearmente e/ou em que o gerador de pulso de fibra compreende, ainda, um acoplador de saída adicional acoplado a uma saída de outra fibra óptica (16, 22), em que o pulso com a largura espectral, a intensidade e a energia desejadas é emitido da cavidade de anel (10) a cada metade da viagem de ida e volta.

9. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as passa-bandas dos respectivos filtros espectrais (18, 24) têm respectivas larguras de banda idênticas ou transmitâncias idênticas de amplitude ou larguras de banda idênticas e amplitudes de transmitância ou em que as passa-bandas dos respectivos filtros espectrais (18, 24) têm diferentes larguras de banda com uma delas sendo no máximo cinco vezes maior do que a outra.

10. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as cadeias de fibra são configuradas em um formato de manutenção de polarização (PM) ou formato de não- PM.

11. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que os pré-pulsos tem uma duração de pulso que pode variar de uma fração de milissegundos a vários milissegundos e uma potência mais alta do que a do sinal da radiação CW e em que os pulsos de etalon sequencialmente lançados têm respectivas amplitudes gradualmente decrescentes ou amplitudes uniformes para fornecer redução de uma energia acumulada nos amplificadores de fibra (12, 20) em um nível insuficiente para desenvolver os pulsos Q-switch na cavidade de anel (10).

12. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os amplificadores de fibra (12, 20) são configurados para ter um núcleo multimodos (132) fornecidos com regiões de extremidade de diâmetro uniforme oposto relativamente pequeno e uma região central uniformemente configurada tendo um diâmetro maior do que o das regiões de extremidade, o núcleo multimodos (132) sendo configurado para suportar apenas um modo fundamental em um comprimento de onda operacional dos pulsos do sinal e/ou em que os amplificadores de fibra (12, 20) são configurados com uma única fibra ativa do modo transversal.

13. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fibras únicas passivas do modo transversal (130) acopladas às respectivas extremidades opostas de cada amplificador (12, 20).

14. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, pelo menos um isolador (28) acoplado entre duas cadeias de fibra.

15. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende, ainda, acopladores de entrada que guiam a saída da pluralidade de bombas (26) e pluralidade de fontes de semente (46) na cavidade de anel (10) e/ou em que a pluralidade de bombas (26) são configuradas para os respectivos amplificadores (12, 20) da bomba lateral ou da bomba de extremidade.

16. Gerador de pulso de fibra, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as passa-bandas dos respectivos filtros (18, 24) estão mais estreitas ou mais amplas do que a largura espectral desejada do pulso.