Browsing by Author "Ludvigsen, Hanne"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 20 of 26
  • Amplification in Ytterbium-doped fibers
    (2013-06-10) Durairaj, Vasuki
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
    Fiber lasers and amplifiers are quickly replacing conventional bulk optical devices in a variety of applications. Ytterbium-doped fibers are of particular interest in high power applications due to their numerous advantages arising from a simple electronic structure. The behavior of Ytterbium-doped fiber devices is however strongly influenced by the selection of absorption and emission wavelengths and other parameters. Careful theoretical analysis is required to optimize the performance of the fiber device and to estimate the influence of amplified spontaneous emission, photodarkening and other such phenomena. The objective of this thesis is to study the amplification process in Ytterbium-doped fibers experimentally and theoretically, as a preliminary step to designing a high power pump source. For this purpose, a fiber laser and an amplifier operating in the continuous wave regime have been experimentally realized based on Ytterbium-doped double-clad fibers in a free-space configuration. Theoretical models of these devices have been simulated using a commercial simulation software. The influence of various design and fiber parameters on the performance of the devices have been studied in simulations and good agreement between the results for both the fiber laser and amplifier is found.
  • Applications of photonic crystal fibers with coated or liquid crystal filled inclusions
    (2009) Hoffrén, Hannu
     Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
  • Characterization of surface acoustic waves by stroboscopic white-light interferometry
    (2015) Kokkonen, Kimmo; Lipiäinen, Lauri; Shavrin, Igor; Novotny, Steffen; Kaivola, Matti; Ludvigsen, Hanne
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We present phase-sensitive absolute amplitude measurements of surface acoustic wave fields obtained using a stroboscopic white-light interferometer. The data analysis makes use of the high resolution available in the measured interferometric phase data, enabling the characterization of the out-of-plane surface vibration fields in electrically excited microstructures with better than 100 pm amplitude resolution. The setup uses a supercontinuum light source with tailored spectral properties for obtaining the high amplitude resolution. The duration of the light pulses is less than 300 ps to allow the detection of high frequencies. These capabilities enabled a detailed measurement of the focusing of surface acoustic waves by an annular interdigital transducer structure operating at 74 MHz, featuring a maximum vibration amplitude of 3 nm.
  • Control Electronics for a Frequency Stabilized GaAlAs Diode Laser
    (1992) Holmlund, Christer
     Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
  • Erbium-Doped Fiber-Ring Laser for Telecommunication Research
    (2000) Laukkanen, Tommi
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Modernit optiset tietoliikennejärjestelmät perustuvat tiheään aallonpituuskanavointi-tekniikkaan (DWDM) noudattaen ITU-G.692 suositusta. Optisten kanavien väli on 100 GHz ja ne sijoittuvat aallonpituusalueelle 1530-1565 nm (C-kaista). Järjestelmien suorituskapasiteettia kasvatetaan lähitulevaisuudessa laajentamalla aallonpituusaluetta L-kaistalle (1565-1625 nm). Sen seurauksena tälle aallonpituusalueelle tarvitaan uusia optisia lähteitä. Erbium-seostetut kuitulaserit ovat kilpailukykyinen vaihtoehto L-kaistan kattavissa karakterisointi- ja tiedonvälitysratkaisuissa. Erityisesti solitoneihin perustuvissa järjestelmissä tullaan tarvitsemaan pulssitoimisia kuitulasereita. Tässä työssä rakennettiin Erbium-seostettuun kuituun perustuva rengaskaviteettilaser, jota voidaan käyttää sekä jatkuvatoimisena että pulssitoimisena. Laserin sovelluskohteisiin kuuluvat kuituoptiikan tutkimusprojektit ja erilaisten kuituoptisen komponenttien karakterisointi. Laserin aallonpituusalue kattaa C-kaistan ja sitä laajennetaan lähitulevaisuudessa L-kaistalla. Jatkuvatoimisen kuitulaserin keskiaallonpituutta voidaan säätää optisella Fabry-Perot suodattimella. Pulssimuotoinen toiminta saavutetaan elektro-optisen amplitudimodulaattorin avulla, joka aiheuttaa harmonisen muotolukituksen laserissa. Työssä tutkittiin pulssimuotoista toimintaa myös teoreettisesti ja kehitettiin pulssitoimisen laserin simulaatiomalli kaupallisella ohjelmistolla. Sen avulla voidaan tutkia laserin toimintaa pumputehon, modulaatiotaajuuden ja modulaatioindeksin eri arvoilla. Jatkuvatoimisen laserin maksimitehoksi mitattiin ~ 1 mW, toiminta alueeksi 1535-1570 nm ja optiseksi signaalikohinasuhteeksi yli 31 dB. Pulssitoimisen laserin pulssipituudeksi saatiin 5 ps, toistotaajuudeksi 18 GHz ja aikaheilahteluksi (jitter) alle 700 fs. Mittaustulosten analyysi osoittaa generoitujen pulssien olevan ensimmäinen ja korkeamman asteen solitoneja. Tutkituilla pumpputehoilla ja toistotaajuuksilla mittaus- ja simulaatiotulokset vastasivat teoreettisia arvoja.
  • A Fiber-Optic Interferometer for Lase Linewidth Measurements
    (1996) Kokkonen, Jukka
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Frequency Stabilization of Semiconductor Lasers
    (1990) Ludvigsen, Hanne
     Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
  • Gas refractometry using hollow core photonic bandgap fiber
    (2015-03-30) Parameswaran Iyer, Siddharth
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
    Over the last two decades, much research has been carried out on sensors based on photonic crystal fibers. Their unique structure comprising of a periodic array of air holes running along their length provides optical properties that are highly suited for refractometer sensors. The thesis presents a fiber-optic interferometric gas refractometer which is capable of spectrally resolved measurements of both real and imaginary parts of the complex refractive index. The refractometer is based on an earlier fiber based Mach-Zehnder-type refractometer design that was used to determine the refractive index of air-acetylene mixture. The aim of the thesis was to improve the device design in order to ascertain the refractive index of pure acetylene. The device adopts a hollow-core photonic bandgap fiber as both a sample cell and a waveguide. This provides the best overlap between probing light and the analyte. In addition, it requires a very small volume of the analyte due to the small dimensions of the fiber, and the sample cell can be made long while keeping the device compact. The complex refractive index of approx. 96 percent pure acetylene was measured within the optical C band where the gas has a number of pronounced resonance frequencies. The measurement was repeated in approx. 500 Pa air and was used as reference for interpreting the results for acetylene. The optical absorption and refractive index change of acetylene over the resonance frequencies were analyzed and its absorption coefficient and refractive index were calculated. The demonstrated capability of this device to measure the real and imaginary parts of the refractive index of an analyte has important implications in the sensor industry.
  • Laser linewidth measurements using self-heterodyne and self-homodyne detection
    (1998) Tossavainen, Mika
     Helsinki University of Technology | Licentiate thesis
  • Hilakaviteettilaserin viivanleveysmittauksia
    (1998) Gröhn, Aki
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
    Erittäin koherenteille hilakaviteettilasereille löytyy monia sovelluksia optisen mittaustekniikan, laserspektroskopian ja koherentin optisen tietoliikennetekniikan aloilta. Näissä sovelluksissa on usein tärkeää tietää laserin tarkka viivanleveys. Äskettäin on kehitetty uusi menetelmä määrittää viivanleveys kapeakaistaisille lasereille käyttämällä self-homodyne-detektointia. Perusajatuksena menetelmässä on muuttaa laseroivan kentän vaihefluktuaatio valon intensiteettivaihteluiksi Mach-Zehnder-interferometrissä. Laserin viivanleveys saadaan sovittamalla teoreettinen malli mitattuun tehospektriin. Tässä työssä tutkittiin 780 nm:n aallonpituudella toimivan passiivisesti stabiloidun hilakaviteettilaserin (ECL) viivanleveyttä käyttämällä viivästettyä self-homodyne-tekniikkaa. Viivekuidun pituus valittiin laserin koherenssipituutta Iyhyemmäksi. Self-homodyne-tekniikan tarkkuutta tutkittiin vertaamalla sitä perinteiseen viivästettyyn self-heterodyne-menetelmään. Self-homodyne-menetelmän tarvitsema yksinkertaisempi mittauslaitteisto ja sillä saavutettava parempi signaalikohinasuhde tekevät menetelmän hyvin käyttökelpoiseksi kapeaviivaisten ja pienitehoisten lasereiden mittaamiseen. Työssä tutkittiin hilakaviteettilaserin viivanleveyden riippuvuutta laserin eri toimintaparametreista. Viivanleveys riippuu kriittisesti optisen takaisinkytkennän vaiheesta. Kapein mitattu arvo laserin Lorentziselle viivanleveydelle oli noin 5 kHz. Tämä on hyvässä sopusoinnussa aikaisempien, taajuuskohinan tehotiheydestä laskettujen viivanleveyden arvioiden kanssa. Mittauksissa selvitettiin myös optisen takaisinkytkennän vaiheen muuttamisen vaikutuksia viivanleveyteen ja laserointi taajuuden siirtymään. Mittaustulokset vastasivat kohtuullisesti olemassa olevaa teoriaa. Mittauksen toistettavuus oli erittäin hyvä. Viivanleveys mitattiin lisäksi laseroivan moodin tehon funktiona. Mittauksessa takaisinkytkennän vaihe pidettiin vakiona. Tuloksista havaittiin selvästi Schawlowin ja Townesin ennustama viivanleveyden verrannollisuus optisen tehon käänteisarvoon.
  • Luminous textile panels, development of dynamic patterns on jacquard-woven textiles with optical fibers
    (2017) Zamiri, Ali
     School of Arts, Design and Architecture | Master's thesis
  • Measurement of polarization-mode dispersion in novel optical fibers
    (2002) Ritari, Tuomo
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Measurements of Time-Resolved Frequency Chirp in Modulated Laser Diodes
    (1997) Niemi, Tapio
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Puolijohdelaserin spektriviivan kaventaminen
    (1993) Talvitie, Hannu
     Helsinki University of Technology | Master's thesis
  • Numerical solver for supercontinuum generation in multimode optical fibers
    (2013) Khakimov, Roman; Shavrin, Igor; Novotny, Steffen; Kaivola, Matti; Ludvigsen, Hanne
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We present an approach for numerically solving the multimode generalized nonlinear Schrödinger equation (MM-GNLSE). We propose to transform the MM-GNLSE to a system of first-order ordinary differential equations (ODEs) that can then be solved using readily available ODE solvers, thus making modeling of pulse propagation in multimode fibers easier. The solver is verified for the simplest multimode case in which only the two orthogonal polarization states in a non-birefringent microstructured optical fiber are involved. Also, the nonlinear dynamics of the degree and state of spectral polarization are presented for this case.
  • Optical measurement setup for residual stress measurement in optical fiber corerods
    (2022-01-24) Laakkonen, Ville-Pekka
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
    The fabrication process of optical fiber corerods is sensitive to the generation of large stresses in the glass material. Especially dopants for high-power fiber lasers create high stresses that can affect the optical properties of the fibers. This thesis aims to develop a setup to measure the residual stresses in the corerods. In this context, a corerod is defined as a doped glass cylinder that is sleeved into a silica tube to form a preform. An optical measurement setup based on phase-shifting circular polariscope was designed and constructed, and a software was programmed to control the setup and process the results. The performance of the setup was studied by measuring stress distributions in ytterbium-doped corerods and compressed circular windows. According to the results, the setup is capable to obtain the stress profile from the measured optical retardation. However, the resolution of the setup requires further development, such as a fringe multiplication technique. In addition, the stress-optic coefficient of the doped glass has to be determined for more accurate measurements.
  • Picosecond supercontinuum light source
    (2015-08-24) Bravo Gonzalo, Iván
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
  • Picosecond supercontinuum light source for stroboscopic white-light interferometry with freely adjustable pulse repetition rate
    (2014) Novotny, Steffen; Durairaj, Vasuki; Shavrin, Igor; Lipiäinen, Lauri; Kokkonen, Kimmo; Kaivola, Matti; Ludvigsen, Hanne
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
  • Pulse propagation in hollow core fibers
    (2024-09-30) Pirttilä, Merituuli
     Sähkötekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
    This bachelor’s thesis is a literature review on pulse propagation in hollow core fibers. Hollow core fibers are a specialty fiber characterized by their air filled core. Compared to conventional fibers they offer various advantages such as theorethically lower attenuation and higher damage threshold. The thesis discusses fundamentals of pulse propagation and main factors causing losses in the fibers. The thesis also discusses briefly the future applications of hollow core fibers.
  • Stroboscopic white-light interferometry of vibrating microstructures
    (2013) Shavrin, Igor; Lipiäinen, Lauri; Kokkonen, Kimmo; Novotny, Steffen; Kaivola, Matti; Ludvigsen, Hanne
     A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
    We describe a LED-based stroboscopic white-light interferometer and a data analysis method that allow mapping out-of-plane surface vibration fields in electrically excited microstructures with sub-nm amplitude resolution for vibration frequencies ranging up to tens of MHz. The data analysis, which is performed entirely in the frequency domain, makes use of the high resolution available in the measured interferometric phase data. For demonstration, we image the surface vibration fields in a square-plate silicon MEMS resonator for three vibration modes ranging in frequency between 3 and 14 MHz. The minimum detectable vibration amplitude in this case was less than 100 pm.