FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Serà estudado nesta dissertaÃÃo o comportamento da propagaÃÃo de trÃs tipos de pulsos Ãpticos (Solitons, Quasisolitons e Gaussianos) ultracurtos na regiÃo de 1.55μm e a eficiÃncia de conversÃo destes na geraÃÃo de pulsos por meio do fenÃmeno nÃo-linear de mistura de quatro ondas (FWM) em uma fibra comum e em fibras com dispersÃo decrescente em sistemas multiplexados por divisÃo de comprimento de onda (WDM). Para tal usamos seis diferentes perfis de dispersÃo; Constante, Linear, LogarÃtmico, Gaussiano, Exponencial e HiperbÃlico; nas simulaÃÃes da propagaÃÃo dos pulsos atravÃs de 100 Km de fibras.Na anÃlise dos resultados observamos que a eficiÃncia de conversÃo decai quando aumentamos a separaÃÃo entre os canais independentemente do perfil. Dentre estes perfis para os trÃs tipos de pulsos quando na separaÃÃo de canal de 0.2nm o HiperbÃlico apresentou a maior eficiÃncia, sendo de aproximadamente 1000 vezes maior em magnitude se comparada aos perfis Constante, Linear e LogarÃtmico.Para o pulso Gaussiano, exceto pelo perfil HiperbÃlico todos os outros perfis apresentaram a mesma eficiÃncia a partir da separaÃÃo de 0.675nm. Os pulsos Soliton e Quasisoliton tambÃm apresentam tal exceÃÃo no perfil Exponencial. A eficiÃncia de conversÃo ao longo do comprimento da fibra foi analisada para os trÃs tipos de pulsos em cada um dos seis perfis. Em todos os tipos de pulsos os perfis que apresentaram maior eficiÃncia de conversÃo, em ordem decrescente foram o HiperbÃlico, o Exponencial e o Gaussiano. Os outros trÃs, Constante, Linear e LogarÃtmico, apresentaram eficiÃncias muito prÃximas nos trÃs tipos de pulsos. Durante a propagaÃÃo observamos a presenÃa de pulsos gerados pela instabilidade modulacional para os trÃs tipos de pulsos nos perfis Constante, Linear, LogarÃtmico, Gaussiano e Exponencial. Entretanto apÃs percorrido aproximadamente 20Km a instabilidade modulacional desaparece nos trÃs primeiros perfis e nos outros dois o fenÃmeno permanece atà o final da propagaÃÃo na maioria dos casos. Em todos os casos estudados houve um aumento da eficiÃncia de conversÃo do pulso no canal 3 quando do incremento da potÃncia dos pulsos incidentes nos canais 1 e 4. A anÃlise do fator de compressÃo mostrou que os pulsos Soliton e Quasisoliton no canal 1 apresentaram alargamento na maioria dos perfis. E o pulso Gaussiano no canal 1 sà apresentou alargamento no perfil HiperbÃlico. No canal 4 o pulso Soliton sà apresentou compressÃo no perfil HiperbÃlico, o pulso Quasisoliton apresentou alargamento somente nos perfis Exponencial e Constante, no pulso Gaussiano todos os perfis apresentaram compressÃo, exceto o Constante que ao fim da propagaÃÃo obteve o mesmo valor que no inÃcio desta. A compressÃo do pulso gerado no canal 3 em todos os casos apresentou uma forte oscilaÃÃo nos primeiros 20 Km propagados e nos pulsos Soliton e Quasisoliton o perfil Gaussiano apresentou uma variaÃÃo brusca depois de percorrido 60 Km e estabilizando-se antes do fim da propagaÃÃo. / This dissertation will study the behavior of the propagation of three types of optical pulses (Solitons, Quasisolitons and Gaussianos, short ultra in the area of 1.55μm) and their efficiencies of conversion in the generation of pulses through the non linear phenomenon of four waves mixture (FWM) in a common fiber and in fibers with decreasing dispersion in systems multiplexados by wavelength division (WDM). Six different dispersion profiles were used during the simulations of propagation of the pulses through 100km of fibers: Constant, Linear, Logarithmic, Gaussiano, Exponential and Hyperbolic. The analysis of the results concluded that the efficiency of conversion declines when he/she increases the separation of the channels independently of the profile. The Hyperbolic profiles presented the largest efficiency when in the separation of channel of 0.2nm, being of approximately 1000 times larger in magnitude if compared to the other profiles Constant, Lineal and Logarithmic. In the pulse Gaussiano all profiles presented the same efficiency starting from the separation of 0.675nm, except for the Hyperbolic profile. While in the Soliton and Quasisoliton pulses, the Exponential profiel also presents such exception. The conversion efficiency along the length of the fiber was analyzed for the three types of pulses for each one of the six profiles. For all of the types of pulses the profiles that presented larger efficiency in decreasing order were, the Hyperbolic, the Exponential and Gaussiano. The other three, Constant, Lineal and Logarithmic, presented very close efficiencies for the three types of pulses. The presence of pulses generated by the instability modulacional for the three types of pulses in the profiles Constant, Lineal, Logarithmic, Gaussiano and Exponential was observed during the propagation. After travelling approximately 20Km the instability modulacional disappears in the first three profiles in all types of pulses while in the other two profiles the phenomenon stays until the end of the propagation in most of the cases. There was an increase of the efficiency of the conversion of the pulse in the channel 3 when of the increment of the potency of the incident pulses in the channels 1 and 4 in all the three types of pulses in each one of the six profiles. The analysis of the compression factor indicated that the pulse generated in the channel 3 by mixture of four waves (FWM) and the incident pulse in the channel 4 always presented compression during the propagation. The incident pulse in the channel 1 also presented compression in most of the profiles and in the Hyperbolic profile it presented strong enlargement attributed to the loss of energy. In the pulse generated in the channel 3 in all of the cases a strong oscillation was observed in the first 20 Km while in the Soliton and Quasisoliton pulses the Gaussian profile presented an abrupt variation after traveling 60 Km and being stabilized before the end of the propagation. This analysis concludes that the control of the efficiency of conversion and of the compression factor in the generation of mixture of four waves is made possible by the use of fiber optic with decreasing dispersion.

nÃo hà / Neste trabalho foi realizado um estudo numÃrico do interferÃmetro de Sagnac baseado em cristais fotÃnicos e de acoplador Ãptico de metamaterial. Na simulaÃÃo do interferÃmetro foram analisados os efeitos da propagaÃÃo da luz, considerando-se a dispersÃo de velocidade de grupo (GVD) e de terceira ordem (TOD), espalhamento Raman intrapulso, auto-inclinaÃÃo (Self-steepening) e auto-modulaÃÃo de fase na equaÃÃo nÃo linear de SchrÃdinger generalizada. No primeiro momento foi realizado o estudo para quatro fatores de razÃo de divisÃo da potÃncia incidente em uma das portas do dispositivo e trÃs dimensÃes para o comprimento do anel do dispositivo. Para caracterizar o desempenho do sistema, foram analisadas as curvas de transmissÃo, taxa de extinÃÃo, crosstalk e fator de compressÃo do pulso transmitido. No segundo momento, foi verificada a performance do chaveamento nÃo-linear para obtenÃÃo de porta lÃgica sob ModulaÃÃo por Amplitude de Pulsos (PAM). Excitando-se as duas portas de entrada do dispositivo com nÃveis lÃgicos "0" e "1", observando o seu comportamento em uma das saÃdas do dispositivo. Inicialmente, variou-se o parÃmetro de ajuste da modulaÃÃo (|ε|), obtendo-se apenas a porta lÃgica OR. E, em uma segunda aplicaÃÃo, manteve-se o parÃmetro da modulaÃÃo fixa e variou-se a fase de uma das portas de entrada, de 0 a 2π rad, encontrando-se portas lÃgicas do tipo OR, AND e XOR. TambÃm foram estudadas as caracterÃsticas de um guia metamaterial que possui a parte real da permissividade elÃtrica e da permeabilidade magnÃtica negativas. Esse guia metamaterial à acoplado com um guia convencional, observando-se as caracterÃsticas de transmissÃo e potÃncia crÃtica desse tipo de acoplador e, comparando-se com um acoplador convencional. Para essa anÃlise foi utilizado um perfil de automodulaÃÃo decrescente linearmente com cinco valores mÃnimo, observando-se um comportamento de histerese. / In this paper we present a numerical study of the Sagnac interferometer based on photonic crystals and optical coupler metamaterial. In the simulation of the interferometer effects of light propagation were analyzed, considering the dispersion of the group velocity (GVD) and third order (TOD), intrapulse Raman scattering, self-slope (self-steepening) and self-modulation phase in the generalized non-linear SchrÃdinger equation. The first time the study was conducted for four power division ratio of factors incident in one of the device ports and three dimensions for the device ring length. To characterize the system performance, were analyzed the transmission curves, extinction ratio, crosstalk and compression factor of the transmitted pulse. In the second moment, the performance of the non-linear switching was observed for obtaining gate under Pulse Amplitude Modulation (PAM). Exciting the two device input ports with logical levels "0" and "1", observing their behavior in one of the device outputs. Initially, the modulation is varied adjustment parameter (| ε |), obtaining only the logical OR gate. And in a second application, the fixed modulation parameter remained and was varied the phase of the input ports 0 to 2π rad, lying type logic gate OR, AND and XOR. The characteristics of a metamaterial guide that has the real part of electrical permittivity and magnetic permeability negatives were also studied. This metamaterial guide is coupled to a conventional guide, observing the transmission characteristics and critical power of this type of coupler and compared with a conventional coupler. For this analysis we used a decreasing automodulation profile linearly with five minimum, observing a hysteresis behavior.