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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Subsistemas opticos para comunicação solitonica
Author: Caballero Petersen, Carlos Allan
Advisor: Souza, Rui Fragassi, 1946-
Abstract: Resumo: Nesta tese, investigamos e simulamos alguns subsistemas ópticos adequados para comunicação solitônica. Diversos experimentos numéricos foram realizados para estudar estes subsistemas, criando, para isto, um conjunto de programas de simulação, escritos na linguagem de programação da plataforma Mathematica 'MARCA REGISTRADA¿. Na primeira parte, analisamos a propagação de pulsos num meio óptico não-linear, onde o papel dos diferentes parâmetros é investigado através da simulação numérica, usando o método das diferenças finitas no domínio do tempo. Um sistema de equações não-lineares de Schrõdinger é resolvido para diferentes tipos de pulsos de entrada, para estudar a formação, ou não, de pulsos do tipo solitônico. Neste sentido estudamos a formação de sólitons brilhantes e escuros; neste último caso, usamos a modulação cruzada de fase. Numa segunda parte, investigamos o amplificador a fibra dopada com materiais de três e quatro níveis. A simulação permite estudar a evolução dos diferentes sinais dentro da fibra dopada, incluindo a emissão espontânea amplificada (ASE). Esta simulação permite obter resultados num comprimento de onda específico ou uma resposta espectral completa, dependendo dos dados disponíveis da fibra dopada utilizada. Como uma aplicação destes dois primeiros experimentos numéricos, estudamos o espelho não-linear amplificante em anel (Non-linear Amplifying Loop Mirror, NAIM) e sua aplicação na restauração de pulsos solitônicos escuros exaustos. Num outro experimento numérico, mostramos a geração de sinal laser num laser anel a fibra dopada. Neste caso foram investigados os lasers em anel tipo free-running e mode-locked AM. Verificamos que a oscilação laser nasce do ruído ASE do amplificador óptico presente no anel. Estudamos, também, um método de geração de trens de pulsos ópticos muito curtos, usando modulação da fase de uma onda óptica CW, seguida de filtragem óptica. Verificamos que filtros de característica de transferência tipo gaussiana produzem um bom pulso de saída e que, utilizando filtros de transferência periódica, é possível obter taxas maiores que no caso do uso de filtros simples

Abstract: This work invesligates oplical subsystems that can be used in solitonic communications. Several numerical simulations are presented, using the Mathemalica® programming language. Inilially, the non-linear oplical pulse propagalion is analyzed, using thefinite difference lime domain (FDTD) method. A pair of non-linear Schrõdinger equalions is solved simultaneously to see the condilions for oplical soliton formalion. Both bright and dark solitons were investigated, the later using cross-phase modulation. In a second part, the behavior of oplical amplifiers using doped fibers was studied The computer program developed allows to see the evolulion of the informalion signal, pumping and amplified spontaneous emission (ASE). The program makes the simulalion at a given wavelength (spot analysis) or in a complete spectral range, depending on the data availablefor thefiber. Using the above programs, several devices were analyzed, like a non-linear amplifying loop mirror (NAIM), for regeneralion of exhausted dark solitons, and oplical fiber's loop lasers,for generalion of bright solitons. In this later case, thefree-running and AMmode lockedfiber lasers were invesligated It was shown that the laser signal startfrom the ASE present in the loop. A method for the generalion of a train of short oplical pulses, using the phase modulalion of a CW signal followed by an oplical filtering, was investigated It was observed that the use of a gaussian filter gives a good output signal (close to the soliton shape) and that filters with a periodic transfer funclion (/ike a Fabry-Perot filter) can be used to double thepulse rate obtained using a non-periodicfilter
Subject: Ótica não-linear
Sólitons
Fibras óticas
Amplificadores óticos
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 1996
Appears in Collections:FEEC - Tese e Dissertação

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