Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7893_1.pdf: 5607936 bytes, checksum: 2c143217d3c4127d61414fc472c6815f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Neste trabalho adaptamos para o íon de Tm3+ um modelo e técnica experimental usados para a determinação da seção de choque de emissão da transição 4F3/2 !4I11/2 correspondente à emissão 1.06μm do íon de Nd3+ dopado em fibra ´óptica, de forma não destrutiva. O modelo adaptado foi utilizado no cálculo da seção de choque de emissão da transição 3H4!3F4 relativa à emissão em 1.47μm do íon de túlio em fibras fluorozirconadas e de silicato. A determinação do valor desta seção de choque é de grande importância porque varia bastante na literatura de acordo com a fibra e o método utilizado. A técnica explora a medida do tempo de vida 2 da transição de interesse, o ganho G e a seção de choque de emissão s sem injetar um sinal na fibra. O método é baseado no estudo da dependência temporal da fluorescência em função da potência absorvida do bombeio no instante anterior ao desligamento do bombeio. O experimento consistiu no bombeamento da fibra dopada com Tm3+ por um laser de titânio safira, operando no regime contínuo, emitindo em 800nm modulado com um chopper. Foi feita então a coleção dos decaimentos exponenciais da fluorescência do estado excitado 3H4 após o desligamento do laser e a medição das potências na entrada e saída da fibra dopada. A partir destes dados experimentais e das propriedades da fibra calculamos a seção de choque da transição 3H4!3F4 com o ajuste de uma curva teórica deduzida a partir do modelo adaptado para o túlio. Foram realizadas medidas para fibras de Tm3+ em silicato e ainda para uma fibra fluorozirconada com alta concentração de Tm3+ (5000ppm). Porém, na fibra de silicato os decaimentos das fluorescências ficaram limitados pela resolução do sistema e, na fibra fluorozirconada de alta concentração, não pudemos aplicar o modelo porque o tempo de vida ´e ajustado por uma dupla exponencial na maioria das potências absorvidas. Os resultados com a fibra fluorozirconada com 2000ppm de Tm3+ demonstraram a validade do modelo e da técnica, havendo uma boa concordância com resultados descritos na literatura

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-08T16:45:48Z No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-19T13:16:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T13:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Grande parte de pesquisa em comunicações ópticas visa melhorar a e ciência de rede, otimizando o uso de banda e reduzindo consumo de potência. Os paradigmas emergentes, tais como a grade de frequências flexível métodos so sticados de chaveamento óptico e desfragmentação espectral, atribuem propriedades adaptativas para redes futuras, permitindo seu auto-ajuste às condições de transmissão e tráfego variáveis. De fato, as estatísticas de tráfego agregado em pontos de troca de tráfego da Internet exibem fortes flutuações ao decorrer do dia, sendo o valor médio em torno de 70%, e valor míniimo em torno de 20% do valor pico. No entanto, os sistemas ópticos atuais operam o seu lado linha na taxa nominal, o que leva a um elevado consumo de potência, desperdício de recursos espectrais, e saturação prematura de redes. No intuito de suportar as características de redes extáveis pela camada física, os transceptores ópticos de próxima geração devem ser capazes de ajustar suas taxas de transmissão e ocupação espectral de acordo com as demandas de tráfego variáveis. No entanto, um chaveamento convencional de taxa de transmissão requer interrupção de serviço, altamente indeseável na perspectiva das operadoras. Neste escopo, as principais contribuições dessa tese são dois métodos de chaveamento online sem impacto (hitless) da taxa de transmissão, que permitem reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais durante períodos de baixo tráfego. O primeiro método foi desenvolvido para transceptores, cujos moduladores são alimentados por sinais binários combinados eletronicamente, e atende, principalmente, a cenários de alocação estática de banda. Aqui, a redução de taxa é realizada por meio de repetição de símbolos transmitidos, e o bloco equalizador convencional do receptor é substituído por uma estrutura multi-ramo, em que cada ramo da estrutura opera em uma taxa específica. A perda de sincronização durante chaveamento é evitada utilizando a saída do ramo ativo como sequência de treinamento para o ramo destino. O método pode, adicionalmente, atender à alocação dinâmica de banda, contanto que exista um mecanismo de cooperação entre transceptores ópticos e multiplexadores de inserção -extração ópticos reconfiguráveis. Neste caso, o ajuste espectral do sinal pode ser obtido por meio de uma filtragem óptica pelas chaves seletoras de frequência que suportam operação em grade flexível. O segundo método foi desenvolvido para transceptores com módulos de processamento digital de sinais no lado transmissor. O chaveamento de taxa é obtido por meio de aumento e redução de número de amostras por símbolo transmitido, mantendo a taxa de conversão digital-analógica. Neste caso, uma mudança de taxa de símbolo implica, também, em um ajuste correspondente da banda do sinal. Assim, o método pode suportar propriedades de alocação dinâmica de banda das redes elásticas. Nós demonstramos que, se o chaveamento de taxa e banda do sinal e realizado em passos intermediários suficientemente pequenos, o equalizador dinâmico do lado receptor consegue acompanhar as mudanças do sinal, mantendo a sincronização do sistema. O primeiro método foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização, e processamento digital de sinais o ine. Ademais, realizamos simulações computacionais extensas, incluindo formatos de modulação por chaveamento de fase e quadratura e modulação de amplitude em quadratura de ordem 16, e investigamos o desempenho do método para sinais não-retorna-a-zero e retorna-a-zero, gerados no domínio óptico, e sinais Nyquist, gerados digitalmente. Os transientes de erros, que aparecem durante chaveamento para taxas mais altas, são evitados usando sequências de treinamento do equalizador su cientemente longas (acima de 40.000 símbolos). O método mostrou-se robusto contra a dispersão dos modos de polarização e ruído de fase dentro de especicacões aceitáveis. A principal vantagem deste método é que ele permite reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais para compensação da dispersão cromática. Os resultados mostraram que uma redução pela metade da taxa de símbolos produz uma redução de em torno de 55% na complexidade computacional, devido à elevada duração de símbolo e aprimoramento da qualidade de sinal. Uma redução adicional de taxa para um quarto da taxa nominal permite desligar o equalizador da dispersão cromática, exceto em caso de pulsos Nyquist, em que o ganho em complexidade está em torno de 80%. O segundo método também foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização e processamento digital de sinais o ine, utilizando um conjunto para desenvolvimento do conversor analógico-digital. Ao contrário da proposta anterior, este m etodo suporta alta granularidade com apenas um aumento marginal de complexidade computacional. Os resultados experimentais de redução e aumento de taxa em dez passos discretos não apresentaram transientes de erros, garantindo transmissão ininterrupta. O método pode ser usado para reduzir o consumo de potência devido à redução de vazão de dados após a interpolação do lado receptor. Adicionalmente, o consumo pode ser altamente reduzido em sistemas que suportam múlltiplos esquemas de correção de erros, aproveitando o aprimoramento da qualidade do sinal devido à redução de taxa de símbolos. Assim, um código corretor de erros complexo do tipo soft-decision, usado na taxa de transmissão nominal, pode ser substituído por um código do tipo hard-decision, com complexidade computacional reduzida. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Much of the latest research in optical communications is directed towards increasing network e ciency, optimizing bandwidth usage and reducing power consumption. Emerging paradigms, such as exible frequency grid, sophisticated optical switching methods and spectral defragmentation, attribute adaptive properties to future networks, enabling them to adjust to the changing transmission and tra c conditions. To support these features, next-generation optical transponders must be capable of adjusting their transmission rate and bandwidth occupation according to the time-varying tra c demands. However, conventional rate-switching requires service interruption, which is highly undesirable from the operators' standpoint. Our contributions in the proposed thesis consist of two methods for hitless online rate switching that allow to reduce power consumption, associated with digital signal processing, during low tra c periods. The rst method is designed for transponders with binary-signal-driven transmit-side modulators, and targets primarily static bandwidth allocation scenarios. Here, rate reduction is achieved by symbol repetition, and a conventional receive-side equalizer block is replaced by a multi-branch structure, where each branch operates at a speci c transmission rate. Synchronization loss is avoided by using the output of the active branch as a training sequence for the target-rate branch. The method can also support dynamic bandwidth allocation, provided there is a cooperation mechanism between the optical transponders and the recon gurable add-drop multiplexers. Here, signal spectral adjustment can be obtained via optical ltering by ex-grid-enabled wavelength-selective switching. The second method targets transponders with transmit-side digital signal processing. Rate changing is achieved by increasing/reducing the number of samples per transmitted symbol, while maintaining a xed digital-to-analog conversion rate. Changing the symbol rate also implies in corresponding signal bandwidth adjustment, so that the method can support dynamic bandwidth allocation features of the next-generations elastic optical networks. We show that if the rate and bandwidth switching is performed in su ciently small discrete intermediate steps, the receive-side dynamic equalizer successfully tracks signal changes, maintaining system synchronism.

Esta tese apresenta uma analise sistemática, de natureza teórica e experimental, do interferômetro tipo Mach-Zehnder com controle acustico-eletro-optico. A nível teórico foram abordados os efeitos eletro-optico e acustico-optico lineares, bem como a utilização destes efeitos para controlar as características de um interferômetro tipo Mach-Zehnder. Foi mostrado por exemplo, que o interferômetro pode ser utilizado para controlar linearmente a fase de um sinal de RF sobre uma ampla faixa angular. Tal faixa angular dificilmente seria obtida recorrendo-se as técnicas convencionais. No que se refere a parte experimental, foram desenvolvidos experimentos metódicos para caracterizar as cédulas Bragg e Pockels. Estas cédulas foram utilizadas na implementação do interferômetro tipo Mach-Zehnder, o qual também foi metodicamente caracterizado experimentalmente. Os resultados experimentais obtidos mostram boa concordância com as previsões teóricas. Aplicações para o dispositivo desenvolvido também são sugeridas.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7015_1.pdf: 1468897 bytes, checksum: 59ac71f866f8c192b42bc20f5122f2d7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003 / Com a crescente demanda por tráfego de dados tornou-se necessário expandir a capacidade dos sistemas de comunicações ópticas. Isto pode ser obtido aumentando a quantidade de canais transmitidos, através da multiplexação de comprimentos de onda. Devido à melhora dos processos de fabricação das fibras ópticas, atualmente é possível a utilização de todo o espectro de baixas perdas da sílica (1460nm 1625nm), abrangendo várias bandas de transmissão. Para compensar as perdas nestas bandas de transmissão são necessários amplificadores ópticos. Entre eles podemos citar: amplificadores Raman, amplificadores Paramétricos, amplificadores de semicondutor e amplificadores a fibra dopada com terras raras. No caso da banda S (1460nm 1530nm) o mais promissor é o Amplificador de Fibra Dopada com Túlio (TDFA), foco desta dissertação de mestrado. Com o bombeamento mais utilizado para TDFA, em 1050nm, construímos amplificadores com diferentes fibras tipo ZBLAN dopadas com Túlio e obtivemos ganhos da ordem de 27dB e figuras de ruído menores que 5dB, reproduzindo resultados semelhantes aos relatados na literatura. Adicionamos ao laser de bombeamento principal outro bombeamento (1550nm) que otimiza a absorção de estado fundamental, mostrando o aumento da eficiência do sistema. Também utilizamos a técnica de Reflectometria Óptica Coerente no Domínio da Freqüência (COFDR), onde analisamos pela primeira vez a dinâmica de amplificação dentro da fibra dopada quando esta é bombeada por dois comprimentos de onda simultaneamente. Com esta técnica podemos otimizar o comprimento da fibra dopada

Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

LIMA JÚNIOR, A. W. Acopladores direcionais de fibras ópticas com perfis de dispersão. 2007. 119 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-01T17:42:52Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_awlimajúnior.pdf: 1739618 bytes, checksum: 50690dd3a2ec89be538361a13daab6e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-05T19:31:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_awlimajúnior.pdf: 1739618 bytes, checksum: 50690dd3a2ec89be538361a13daab6e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-05T19:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_awlimajúnior.pdf: 1739618 bytes, checksum: 50690dd3a2ec89be538361a13daab6e7 (MD5) Previous issue date: 2007-03-05 / We present a numerical investigation of the propagation and the switching of fundamental solitons in a two-core nonlinear fiber coupler constructed with Dispersion Profile Fiber (DPF). We have shown that appropriate shaping of the DPF profile is quite effective to recover, almost completely, the original switching behavior associated to the lossless situation. The study of soliton switching in DPF nonlinear fiber couplers provides possibilities for achieving, high efficiency in ultrafast all-optical signal processing, especially for optical switches and optical transistors. We initiate, studying the Maxwell Equations, the Coupled-Mode Equations, and the the Nonlinear Schrödinger Equation - NLSE, (analytic, and numerical approaches). After this, we detail the Propagation and Switching of "CW" and "Quasi-CW" Optical Signals in Optical Couplers, as well like we analyze, through theoretical form, the nonlinear double couplers of Dispersion Profiles Fibers (DPF). The last chapters explain the real objective of our Dissertation, or be, Detailed Analysis of the Optical Couplers of Profiles Dispersion Fiber (DPF), With, and Without Optical Losses, including two kinds of configuration (PA1 and PB1). We enclose the Dissertation with the Conclusions about the above referred studies / Nosso trabalho apresenta uma análise numérica da propagação e comutação de solitons fundamentais em acopladores de dois núcleos de fibras não lineares construídos com fibras de perfis de dispersão (DPF). Nós mostramos, que o formato apropriado do perfil DPF é muito eficaz na recuperação, quase total, do comportamento da comutação do sinal original associado à situação sem perdas. O estudo da comutação de solitons em acopladores não lineares de fibras DPF proporciona possibilidades de se alcançar alta eficiencia no processamento de sinais ultra-rápidos em sistemas totalmente óticos, especialmente para comutadores e transistors óticos. Iniciamos, estudando as equações de Maxwell, os Solitons Ópticos, as Equações dos Modos Acoplados, e a Equação Não Linear de Schrödinger - NLSE (métodos analítico, e numérico). A seguir, detalhamos a Propagação e Chaveamento de Sinais Ópticos “CW” e “Quasi-CW” em Acopladores Ópticos, bem como analisamos de forma teórica os acopladores duplos não lineares de Fibras Ópticas com Perfis de Dispersão Decrescente (DPF). Os últimos capítulos tratam do objetivo real de nossa Dissertação, ou seja, a Análise Detalhada de Acopladores Ópticos de Fibras com Perfis de Dispersão (DPF), Com, e Sem Perdas Ópticas, incluindo dois tipos de configuração(PA1 e PB1). Encerramos a Dissertação com as Conclusões sobre os estudos acima referidos

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, como requisito à obtenção do título de Mestre em Ciência e Engenharia de Materiais. / Este trabalho descreve a síntese e caracterização de três compostos fotoluminescentes com conjugações π-estendidas com potencial aplicação em sensores ópticos entre outros dispositivos opto-eletrônicos. Estes compostos são constituídos da unidade 2,1,3-benzotiadiazol com extensão da conjugação π nas posições 4 e 7 e constituem um sistema (D-π-A-π-D). Todos os compostos sintetizados foram caracterizados por técnicas espectroscópicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 1H e de 13C, Infravermelho (IV) e Espectroscopia de Massas. A rota sintética planejada apresentou bons rendimentos para todos os compostos intermediários e finais. As propriedades térmicas foram analisadas por Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e as ópticas por espectroscopia de emissão de Fluorescência e absorção de UV-vis. Em solução estes compostos absorvem na região do violeta-azul (~ 440 nm) com absortividade molar (ε = 5,5x10-4 L mol-1 cm-1) referente a transições do tipo π→π*. Os compostos apresentam fluorescência ( ~ 560 nm) e deslocamento de Stokes em torno de 90 nm com rendimentos quânticos de = 0,14 e o “band gap” óptico de 2,6 eV.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7897_1.pdf: 901977 bytes, checksum: 1ec48045c42913d1c85ad88e87d3820e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Este trabalho descreve estudos de espectroscopia não-linear de novos vidros óxidos com metais pesados com base nas seguintes composições: 35.3PbO - 48.9PbF2 -15.8B2O3 (PPB), 25Bi2O3 ? 57PbO ? 18Ga2O3 (BPG), 42.6Bi2O3 ? 1.4BaO ? 45.9PbO ? 10Ga2O3 (BBPG). Foram estudados processos de absorção não-linear e refração não-linear visando a caracterização dos materiais para aplicações fotônicas. Para isto foram utilizadas as técnicas de varredura-Z e limitação óptica. Foram determinados os índices de refração não-linear n2 e n4 e, os coeficientes de absorção não-linear ?2 e ?4. Os valores obtidos para o vidro BPG são: n2 = 4,1x10-14 (cm2/GW), n4 = 2,5x10-22 (cm4/GW2), ?2 = 1,63 x 10-8 (cm/W) e ?4 = -7,71 x 10-16 (cm3/W2). Valores similares foram observados para as outras composições. As intensidades de saturação para as amostras estudadas foram determinadas na região do visível usando a técnica de limitação óptica. Em ambas as técnicas, usamos como fonte de excitação um laser pulsado de Nd:YAG (9ns) e um laser de corante bombeado pelo segundo harmônico do laser de Nd:YAG, emitindo em 640nm. Os resultados indicam que os materiais estudados apresentam um bom potencial para o uso em dispositivos limitadores ópticos.

The Narrow-Band Imaging (NBI) technique allows the detection of lesions not identified with white light. Medical studies revealed that the wavelengths of 415 nm and 540 nm of the electromagnetic spectrum correspond to the peaks of hemoglobin absorptions band. The wavelength of 415 nm is located in the blue region of the electromagnetic spectrum, allowing the visualization enhancement of superficial veins. Moreover, the wavelength of 540 nm is located in the green region of the spectrum, and it is related to the visualization of sub-epithelial vessels. Initially, this work aims the design, simulation, fabrication (as well as stablish all the ideal settings for the depositions) and characterization of optical filters for the wavelength around 415 nm and 540 nm, through the application of the Fabry-Perot principle. Additionally, this work aims the investigation of two hypotheses: the first one is test the optical filters on the image sensor, and the second one is to test them on the light sources, in order to determined which adaptation technique is better for improving the image contrast of the blood vessels. / A técnica de Narrow-Band Imaging (NBI), ou imageamento por banda estreita, permite a detecção de lesões que não podem ser identificadas com a luz branca. Estudos clínicos revelaram que os comprimentos de onda de 415 nm e 540 nm do espectro eletromagnético correspondem aos picos de banda de absorção da hemoglobina. O comprimento de onda de 415 nm localiza-se na parte azul do espectro eletromagnético, o que permite uma melhor visualização de vasos superficiais. Além disso, o comprimento de onda 540 nm localiza-se na faixa verde do espectro e está relacionado com a visualização de vasos sub-epitheliais. O intuito deste trabalho é o projeto, simulação, fabricação (assim como estabelecer os parâmetros ideais para as deposições) e caracterização de filtros ópticos para os comprimentos de onda próximos de 415 nm e 540 nm, com aplicação do princípio físico de Fabry-Perot. Posteriormente, pretende-se investigar duas hipóteses: a primeira é a de testar os filtros ópticos no sensor de imagem, e o segundo é a de testá-los nas fontes de luz, para verificar qual técnica de adaptação seria melhor para aumentar o contraste entre os vasos sanguíneos.