Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcelo Leme Mamud.pdf: 1194376 bytes, checksum: 159feb30c5e6a599335f280e27316dbc (MD5) Previous issue date: 2010-03-03 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / In recent years there have been some proposals to develop educational tools using multimedia and interactive resources. However, most of them just transpose the traditional materials to the computer screen. The reason for this work is the gap of didactic materials to explore important subjects about photonics and optical communication systems, specially the lack of tools related to Erbium Doped Fiber Amplifier (EDFA) learning. The aim of this research is to provide at the LCMS MOODLE open platform an Intelligent Learning Resource to support EDFA study, providing a set of Learning Objects more suitable for the study of the base concepts needed to optimise the use of the computer simulation tool. For so, this research presents the development of an Intelligent Learning Resource for Electric Engineering, Physics, and related fields, in which students can learn about optical communications, in particular EDFA. The proposal is to give autonomy to the students, which manage their own study time, and fulfill the basement and prerequisites needed to understand the subject and complete the tasks proposed. Moreover, the learning resource proposes the navigation through a concept map based on a multiagent system architecture, providing an individual treatment according to each student profile. The insertion of a society of agents in the concept map, in order to observe, collect information about the user background profile, and also act in the virtual environment, suggesting the study of the most appropriate learning objects. The learning resource developed can stimulate the students to understand how amplifiers are designed for a practical application, and the parameters that should be considered in a project. The Artificial Intelligence techniques used for the development of the learning resource consider the learner differences in a way to adapt the system actions according to each student background. / Nos últimos anos foi possível observar o desenvolvimento de propostas de ferramentas digitais de ensino, utilizando interatividade, recursos multimídia, entre outros. Entretanto, parte destas propostas reflete as deficiências características das metodologias de ensino tradicionais. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um Recurso Digital de Aprendizagem, baseado em técnicas de Inteligência Artificial, com aplicação no campo de comunicações ópticas. São apresentadas as técnicas e aplicativos de suporte para a construção deste recurso, incluindo as estratégias para adaptação da navegação de acordo com os prérequisitos e perfis dos aprendizes. Foi utilizada a tecnologia de mapas conceituais e sistemas multiagentes, integrados a Objetos de Aprendizagem. Os agentes computacionais, inseridos em cada nó do mapa, têm a missão de atuar sobre o ambiente de aprendizagem, sugerindo o estudo e acesso aos Objetos de Aprendizagem mais apropriados, conforme os resultados sobre o perfil do usuário. Trata-se de uma abordagem pedagógica, que conta com interatividade, recursos audiovisuais e disponibilidade para o aluno administrar seu próprio tempo e da maneira mais flexível, aumentando a eficiência dos estudos. A partir da observação das dificuldades encontradas por estudantes da área, foi possível determinar os requisitos do projeto. A motivação para o desenvolvimento, na área de amplificadores ópticos de fibras dopadas por érbio (EDFA), surgiu pela dificuldade e carência de materiais didáticos no campo de pesquisa de engenharia de telecomunicações. Um dos principais problemas no estudo de EDFA é a abordagem matemática utilizada na literatura da área, exigindo domínio de conceitos avançados em cálculo. A partir do Recurso de Aprendizagem implantado, é possível verificar a estratégia de extrair a partir de diversos recursos tecnológicos como, por exemplo, interatividade, multimídia, mapas conceituais, inteligência artificial e simulação computacional, maneiras para estimular a aprendizagem significativa sobre os conceitos abordados.

Orientadores: Carlos Kenichi Suzuki, João Batista Rosolem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elias_MauroBiscaro_D.pdf: 8521258 bytes, checksum: 71367ffa68b5edac21fdf81e63c3a7b1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Fibras ópticas de casca rebaixada (também conhecidas como fibras ópticas de dupla-casca ou fibras ópticas de perfil-"W") com cortes do modo fundamental proporcionam perdas distribuídas altas em comprimentos de onda longos e perdas baixas em comprimentos de onda curtos. A grandeza da brusca transição entre a perda baixa em comprimentos de onda curtos e a perda alta em comprimentos de onda longos excede 200 dB/km e é extremamente sensível à curvatura aplicada na fibra. O fenômeno é atribuído ao acoplamento modal entre o modo guiado no núcleo e os modos discretos guiados na casca externa. A fibra óptica ativa de casca rebaixada Er: Al/Ge/SiO2 (DC-EDF) pode ser projetada para ter um corte do modo fundamental próximo de 1530 nm o que proporciona supressão distribuída da emissão espontânea amplificada (ASE) na banda-C em proveito da ASE na banda-S. Este fenômeno, associado a um outro, o de perda induzida por curvatura, proporciona um modelo alternativo para obter amplificação óptica na banda-S, exigida para expandir a capacidade de sistemas de multiplexação por divisão de comprimentos de onda (WDM). Um laser à fibra óptica, configurado na forma de anel, de fibra óptica de casca rebaixada dopada com érbio, que pode ser sintonizado através de perdas induzidas por curvatura na fibra óptica, ou pelo uso de um filtro óptico sintonizável, também pode ser projetado. Devido às características de amplificação e "lasing" desenvolvidas para aplicação na banda-S, baseadas em propriedades únicas, a fibra DC-EDF foi base dos sistemas de sensores desenvolvidos neste trabalho. De fato, os sistemas de sensores propostos mostraram alta sensibilidade, larga faixa dinâmica, e ampla largura de banda, e podem ser usados para monitorar parâmetros estáticos, tais como força, pressão, deslocamentos e parâmetros dinâmicos usados em acústica e vibrações. Dois tipos de sistemas de sensores, com diferentes modelos, foram estudados: um sensor-amplificador e um sensor-laser. Os desempenhos desses sistemas de sensores na banda-S (1490 e 1510 nm) foram estudados e analisados nas condições estática e dinâmica / Abstract: Depressed-cladding (often referred to as dual-clad or "W"- fiber) fibers with fundamental-mode cutoffs provide high distributed losses at long wavelengths and low losses at short wavelengths. The magnitude of the abrupt transition between low-loss at short wavelengths and high-loss at long wavelengths exceeds 200 dB/km and is found to be extremely sensitive to fiber curvature. The phenomenon is attributed to mode coupling between the core-guided mode and the discrete modes guided in the outer cladding. The active depressed-cladding Er: Al/Ge/SiO2 fiber (DC ? EDF) may be designed to have a fundamental mode cutoff near 1530 nm and provides distributed suppression of C-band amplified spontaneous emission (ASE) to the advantage of that in the S-band. This phenomenon, associated with the mechanism of induced bending loss, provides an alternative approach to obtain amplification in S-band, required to expand the capacity of wavelength-division multiplexing (WDM) systems. A S-band depressed-cladding erbium-doped fiber ring laser which can be tuned through the active fiber bending losses or by using an optical tunable filter, can be designed as well. Due to the amplification and lasing characteristics developed for S-band, based on unique properties, the DC - EDF was the basis of the optical sensing systems developed in this work. In fact, the sensing systems proposed showed high sensitivity, high dynamic range and wide bandwidth, and can be used to monitor static parameters, such as force, pressure, displacement and dynamic parameters used in acoustics and vibrations. Two types of sensing systems, with different approaches, have been studied: an amplifier-sensor and a laser-sensor. The performances of these sensing systems in S-band (1490 and 1510 nm) were studied and analyzed in static and dynamic conditions / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

[pt] Objetivando suprimir as instabilidades dinâmicas de ganho em um amplificador à fibra dopada com Érbio (EDFA), uma nova configuração de laser em anel é apresentada e demonstrada. Neste trabalho, analizamos os efeitos da variação do nível de atenuação no laço de re-alimentação sobre a resposta transitória do EDFA. Particularmente, observamos as excursões de ganho experimentadas pelo canal sobrevivente quando sete dentre oito canais da rede são adicionados ou removidos, à exemplo do que ocorre em sistemas WDM reais. Sob esta análise, avaliamos o desempenho do sistema em suprimir as instabilidades dinâmicas de ganho do EDFA. / [en] A new ring laser configuration to eliminate the gain dynamic instabilities of an erbium doped fiber amplifier (EDFA) is proposed and demonstrated. We examine the effect of the attenuation level in the optical feedback path over thetransient response of the EDFA. In particular, we look at the transient gain excursions experienced by surviving channel when seven of eight channels are added or dropped, like in real WDM systems. Using this analysis as a guide, we highlight the robustness of the approach and evaluate its performance to EDFA gain stabilization.