Chirped-pulse Phase-sensitive Reflectometer Assisted by First Order Raman Amplification

The use of linearly chirped probe pulses in phase sensitive-(Phi)OTDR technology has been recently demonstrated to allow for high-resolution, quantitative and dynamic temperature or strain variation measurements in a simple and very robust manner. This new sensing technology, known as chirped-pulse PhiOTDR, had a maximum reported sensing range of 11 km. In this paper, a 75 km sensing range with 10 m spatial resolution is demonstrated by using bidirectional first order Raman amplification. The system is capable of performing truly linear, single-shot measurements of strain perturbations with an update rate of 1 kHz and 1 nepsilon resolution. The time-domain trace of the sensor exhibits a signal to noise ratio (SNR) in the worst point of >3 dB, allowing to monitor vibrations up to 500 Hz with remarkable accuracy. To demonstrate the capabilities of the proposed system, we apply 20 dB (with only 300 ms analysis window and no post-processing) and no evidence of nonlinearity in the acoustic response. The optical nonlinear effects that the probe pulse could suffer along the sensing fiber are thoroughly studied, paying special attention to potential distortions of the pulse shape, particularly in its instantaneous frequency profile. Our analysis reveals that, for proper values of peak power, the pulse does not suffer any major distortion and therefore the system performance is not compromised.European CommissionMinisterio de Economía y CompetitividadComunidad de Madri

Sensor de temperatura BOTDA asistido por Raman, de 2 metros de resolución sobre 100 km de distancia con incertidumbre de 1,2ºC

Para aumentar significativamente los rangos de medida de los sensores distribuidos basados en tecnología BOTDA (Brillouin Optical Time Domain Analysis) se puede emplear la amplificación Raman. En este trabajo hemos desarrollado un sensor de temperatura distribuido Brillouin asistido por amplificación Raman de 1er orden capaz de monitorizar 100 km de longitud con una resolución de 2 metros. La incertidumbre en cuanto a discriminación de temperatura es de 1,2ºC, incluso en la región de menor contraste. Los valores de los parámetros empleados en este experimento están respaldados por un sencillo modelo analítico, considerando las mayores limitaciones del montaje.In order to increase significantly the measuring range of the distributed sensors based on Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA) technology it is possible to employ Raman assistance. In this work we have developed a distributed Brillouin temperature sensor assisted by first-order Raman amplification that measures 100 km range with 2 meter resolution. The uncertainty in temperature discrimination is 1.2oC, even for the position of worst contrast. The parameters used in the experiment are supported by a simple analytical model of the required values, considering the main limitations of the setup

Descubriendo la Luz: acercando la óptica a la sociedad

XIII Reunión Nacional de Óptica. -- Evento online, 22-24 noviembre 2021Peer reviewe

Discovering Light: Fun Experiments with Optics

Editor(s): Maria Viñas-Peña.Light is an element that draws together many areas of human knowledge: physics, chemistry, biology, astronomy, engineering, and art. Moreover, optical phenomena and the technologies based on them are widespread in our daily lives. However, it can be difficult to understand or explain these phenomena. What is light? Where are optics and photonics present in our lives and in nature? What lies behind different optical phenomena? What is an optical instrument? How does the eye resemble an optical instrument? How can we explain human vision? This book, written by a group of young scientists, answers these questions and many more to help you to get to know the exciting world of optics and photonics. It is intended for the general public, with an emphasis on students at all levels of secondary education. A variety of easy-to-follow experiments related to different optical phenomena and technologies are presented. All of them are preceded by an explanation of the concepts and accompanied by numerous illustrations and curiosities. All of it is meant for you to have fun with optics and photonics!Peer reviewe

Novel photonic systems and devices exploiting the Raman effect in optical fiber

El efecto Raman es un importante efecto no lineal con aplicaciones principalmente en el campo de la espectroscopía y de la fibra óptica. Desde finales del siglo XX y gracias al abaratamiento y la mejora de las fuentes de bombeo, se ha extenido su uso para la amplificación de señales en comunicaciones ópticas. En esta tesis se estudian dos tipos particulares de amplificadores Raman: los láseres ultralargos (URFLs) y los polarizadores Raman. A lo largo de la última década se ha demostrado en diversos sistemas de comunicación que la eficiente distribución de ganancia en largas distancias ofrecida por los URFLs permite, en diversas aplicaciones, lograr un equilibrio casi óptimo entre el ruido y los efectos no lineales, lo cual repercute en mejoras en el rendimiento del sistema. No obstante, una de las principales fuentes de error en este tipo de amplificadores es la transferencia de ruido de intensidad relativa (RIN) entre las fuentes de bombeo y la señal. El primer capítulo de resultados incide en la problemática del RIN, centrándose en su análisis numérico para un caso específico de URFL, los láseres aleatorios de fibra, cuya particularidad radica en carecer de cavidad delimitada, dependiendo en su lugar del scattering Rayleigh para proveer al sistema de retroalimentación distribuida. A continuación se estudian tres aplicaciones de los URFLs (al análisis óptico de dominio temporal basado en efecto Brillouin para la determinación distribuida de temperatura y tensión, a la mejora de los interferómetros de Sagnac para medidas giroscópicas y a las comunicaciones a larga distancia con modulación de fase) de forma tanto numérica como, en el caso de las comunicaciones coherentes, experimental, en las que el uso de este tipo de amplificación permite una mejora del rendimiento. Los polarizadores Raman son un tipo especial de amplificador Raman en el cual no sólo se amplifica la señal, sino que se la polariza haciendo uso de la dependencia de la ganancia Raman con el estado de polarización relativo. En esta tesis se presenta el primer análisis teórico general de la evolución del estado de la polarización de la señal en sistemas con amplificación Raman, incluyendo el resto de efectos no lineales. Este análisis concluye con la obtención de un sistema de ecuaciones diferenciales que puede resolverse de manera numérica para describir las principales características de los polarizadores Raman. Como ventaja, este sistema es válido en todas las situaciones de interés y requiere un tiempo de cálculo inferior a otros sistemas similares. Se expone también una aproximación analítica de aplicación a un gran número de casos. Finalmente, se presenta un método para la reducción de la inestabilidad de amplitud en este tipo de dispositivos basada en la depolarización rápida de las señales de entrada

Open-Cavity Spun Fiber Raman Lasers with a Polarized Output

2016 Conference on Lasers and Electro-Optics, San Jose, CA, USA, 05 Jun - 10 Jun, 2016We experimentally study the polarization properties of the outputs of different open-cavity Raman fiber lasers based on spun fiber and a highly polarized pump, demonstrating controlled output polarization and improved threshold.Peer Reviewe

Nonlinear Dynamics and Fiber Optics Group at Instituto de Óptica “Daza de Valdes del CSIC: Experimental research lines

11 pags., 10 figs. -- Ejemplar dedicado a: Óptica no lineaSe presenta y describen las líneas de trabajo experimentales que se vienen cultivando en el Grupo de investigación en Dinámica no Lineal y Fibras ópticas, recientemente creado en el Instituto de Óptica del CSIC.We present the experimental lines developed in last years in the Nonlinear Dynamics and Fiber Optics Group (NDFO) of the Optics Institute “Daza de Valdés” (IO-CSIC).Agradecemos la ayuda al Ministerio de Ciencia y Tecnología a través de los proyectos TEC2009- 14423-C02-01, TEC2009-14423-C02-02 y TEC2008-5791, al Ministerio de Fomento a través del proyecto MIFFO (FOM-07/77) y de la Comunidad de Madrid a través del proyecto FACTOTEM2 (S2009/ESP-1781). S. MartinLópez y J. Nuño agradecen al Ministerio de Ciencia y Tecnología por su contrato “Juan de la Cierva” y beca FPI, respectivamente. Xabier Angulo-Vinuesa agradece el apoyo económico de ICYF S.A.Peer reviewe

Filosofía, Feminismo y Ficción: identidades narrativas en mundos analógicos y virtuales

Memoria del Proyecto de Innovación Educativa 7/23-24 "Filosofía, Feminismo y Ficción: identidades narrativas en mundos analógicos y virtuales", desarrollado en tres ejes: implementación de formatos audiovisuales, teatrales y multimedia en la docencia, difusión de contenidos y trabajo interno sobre la identidad personal.Depto. de Lógica y Filosofía TeóricaFac. de FilosofíaFac. de Ciencias de la InformaciónFac. de FilologíaFALSEsubmitte