Estágio realizado no INESC e orientado pelo Prof. Doutor Luís Alberto de Almeida Ferreira / Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

ALMEIDA, J. S. Estudo numérico de acopladores asimétricos aplicados na implementação de portas lógicas totalmente ópticas. 2006. 68 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T17:14:40Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_jsalmeida.pdf: 18063401 bytes, checksum: 4715dc5fd57f2eae8092f7f6a4a01a78 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-06T14:56:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_jsalmeida.pdf: 18063401 bytes, checksum: 4715dc5fd57f2eae8092f7f6a4a01a78 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T14:56:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_jsalmeida.pdf: 18063401 bytes, checksum: 4715dc5fd57f2eae8092f7f6a4a01a78 (MD5) Previous issue date: 2006-12-09 / In this work, we presented an investigation numerical of the transmission and switching fundamental solitons in nonlinear double couplers, constituted for fibers optics with index decreasing dispersion (DDF). Logic Gates Optical are proposed, based in the use of a asymmetric nonlinear directional double coupler (NLDC) of fiber optic and with one of the guides operating with profile of decreasing dispersion. For such end, we obtained the transmission characteristics and, therefore after, made an analyze of the Extinction Ratio and compression factor. We investigated the acting of the coupler proposed operating in the regime solitonic, using ultra-short pulses with 2 ps of width. With the model proposed for the device, got to implement logic gatesAND, OR, XOR and NOT for several phases. / Nesta pesquisa, apresentamos uma investigação numérica da transmissão e do chaveamento de sólitons fundamentais em acopladores duplos não-lineares, constituídos por fibras ópticas com índice de dispersão decrescente (DDF). São propostas portas lógicas ópticas baseadas na utilização de um acoplador direcional não linear (NLDC) duplo assimétrico de fibra óptica e com um dos guias operando com um perfil de dispersão decrescente. Obtivemos as características de transmissão e, logo após, fizemos uma análise do coeficiente de extinção e do fator de compressão. Investigamos o desempenho do acoplador proposto operando no regime solitônico, utilizando pulsos ultra-curtos com 2 ps de largura. Com o modelo proposto para o dispositivo, conseguimos implementar portas lógicas AND, OR, XOR e NOT para diversas fases.

FERNANDES, L. M. Mistura de quatro ondas na propagação de pulsos ópticos ultra-curtos em fibras com dispersão decrescente para sistemas WDM. 2005. 118 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T18:49:33Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_lmfernandes.pdf: 9415919 bytes, checksum: 1aae43e85afb43c4ba52d928ae6931cd (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-06T16:58:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_lmfernandes.pdf: 9415919 bytes, checksum: 1aae43e85afb43c4ba52d928ae6931cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T16:58:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_lmfernandes.pdf: 9415919 bytes, checksum: 1aae43e85afb43c4ba52d928ae6931cd (MD5) Previous issue date: 2005-12-07 / 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. / Será estudado nesta dissertação o comportamento da propagação de três tipos de pulsos ópticos (Solitons, Quasisolitons e Gaussianos) ultracurtos na região de 1.55μm e a eficiência de conversão destes na geração de pulsos por meio do fenômeno 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, Logarítmico, Gaussiano, Exponencial e Hiperbólico; nas simulações da propagação dos pulsos através de 100 Km de fibras.Na análise dos resultados observamos que a eficiência de conversão decai quando aumentamos a separação entre os canais independentemente do perfil. Dentre estes perfis para os três tipos de pulsos quando na separação de canal de 0.2nm o Hiperbólico apresentou a maior eficiência, sendo de aproximadamente 1000 vezes maior em magnitude se comparada aos perfis Constante, Linear e Logarítmico.Para o pulso Gaussiano, exceto pelo perfil Hiperbólico todos os outros perfis apresentaram a mesma eficiência a partir da separação de 0.675nm. Os pulsos Soliton e Quasisoliton também apresentam tal exceção no perfil Exponencial. A eficiência de conversão ao longo do comprimento da fibra foi analisada para os três tipos de pulsos em cada um dos seis perfis. Em todos os tipos de pulsos os perfis que apresentaram maior eficiência de conversão, em ordem decrescente foram o Hiperbólico, o Exponencial e o Gaussiano. Os outros três, Constante, Linear e Logarítmico, apresentaram eficiências muito próximas nos três tipos de pulsos. Durante a propagação observamos a presença de pulsos gerados pela instabilidade modulacional para os três tipos de pulsos nos perfis Constante, Linear, Logarítmico, Gaussiano e Exponencial. Entretanto após percorrido aproximadamente 20Km a instabilidade modulacional desaparece nos três primeiros perfis e nos outros dois o fenômeno permanece até o final da propagação na maioria dos casos. Em todos os casos estudados houve um aumento da eficiência de conversão do pulso no canal 3 quando do incremento da potência dos pulsos incidentes nos canais 1 e 4. A análise 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 só apresentou alargamento no perfil Hiperbólico. No canal 4 o pulso Soliton só apresentou compressão no perfil Hiperbólico, 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 propagação obteve o mesmo valor que no início desta. A compressão do pulso gerado no canal 3 em todos os casos apresentou uma forte oscilação nos primeiros 20 Km propagados e nos pulsos Soliton e Quasisoliton o perfil Gaussiano apresentou uma variação brusca depois de percorrido 60 Km e estabilizando-se antes do fim da propagação.

Neste trabalho é apresentado um sistema de leitura de redes de Bragg derivado da técnica por filtro Fabry-Perot sintonizável. A técnica apresentada é implementada através de um sistema atuador piezelétrico que modula mecanicamente uma rede de Bragg de referência, com seu espectro de reflexão convoluido com o espectro de reflexão de uma rede sensora. A técnica desenvolvida apresenta vantagens em relação ao processo original por ter implementação mais simples, menor custo e melhor discriminação de posição espectral. / This work presents a process to detect Bragg grating spectra based on the tunable Fabry Perot filter technique. The apparatus is assembled with a piezoelectric actuator that mechanically modulates a reference Bragg grating. The spectrum of that grating is convoluted with the spectrum of the sensor during a sweep. The device presents some advantages as, eg., simplicity, lower cost and better discrimination for the spectral position of the reflected band.

Este trabalho apresenta a análise temporal do deslocamento do comprimento de onda de Bragg baseada na teoria da elastodinâmica linear e na teoria viscoelástica. As soluções exatas para o modelo de uma fibra engastada são encontradas a fim de estimar a máxima velocidade de sintonização quando forças de tração são aplicadas na extremidade livre da fibra. É feita a comparação entre a fibra monomodo de sílica e a fibra monomodo polimérica mostrando as diferenças do tempo de resposta, velocidade de sintonização e deslocamento de onda de Bragg quando a mesma carga longitudinal é aplicada. Também apresenta a resposta transiente e permanente para o método Modos Assumidos, com aplicação potencial em estruturas submetidas a cargas harmônicas longitudinais, com massa e rigidez concentradas e seção transversal variável. Usando a combinação entre os métodos modos assumidos e matriz de transferência, simulações foram feitas para um modulador acusto-óptico, baseado em redes de Bragg em fibra, quando uma carga harmônica é aplicada. O espectro resultante e a duração do regime transiente são calculados e comparados com resultados experimentais relatados na literatura. Além disso, este trabalho apresenta um sintonizador de redes de Bragg, baseado no princípio da mola de entalhe, que permite a magnificação do deslocamento provocado por um atuador piezoelétrico através da tração em um pedaço de fibra. O tempo de resposta é encontrado experimentalmente para diferentes casos de amortecimento. / This work presents the time analysis of the Bragg wavelength shift in fiber gratings based on the elastodynamics theory and viscoelastic theory. The model is valuable for estimating the maximum tuning speed when traction forces are apllied to the free end of the grating. A comparison between single mode silica optical fiber and polymer optical fiber is performed showing the differences of time response, tuning speed and Bragg wavelength shift when the same longitudinal load is applied on both types of fibers. Also presents the transient and steady state solutions for Assumed Modes method, with potential application on general structures under harmonic longitudinal loads, with mass and stiffness concentrated and variable cross section. Using the combined Assumed Modes and Matrix Transfer method, simulations results were performed on a Bragg grating acousto-optic modulator when a harmonic load is applied. The resulting spectrum and the transient duration were calculated and compared with experimental results related by literature.Furthermore, this work presents a mechanism tuning FBGs, based on a notch type spring principle, which magnifies the displacement of a piezoelectric element stretching a piece of fiber optic. Time response is experimentally acessed for different damping situations of the notch type spring.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-10-21T11:48:26Z No. of bitstreams: 1 2014_CelioKen-IchiHosakadeVasconcelos.pdf: 6570462 bytes, checksum: 88d0164badc3a0a047c4e9d3899546eb (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2014-10-21T19:16:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_CelioKen-IchiHosakadeVasconcelos.pdf: 6570462 bytes, checksum: 88d0164badc3a0a047c4e9d3899546eb (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-21T19:16:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_CelioKen-IchiHosakadeVasconcelos.pdf: 6570462 bytes, checksum: 88d0164badc3a0a047c4e9d3899546eb (MD5) / Em virtude da elevada quantidade de enlaces ópticos existentes em data centers,componentes de baixo custo são cruciais. Neste contexto, uma solução popularmente adotada consiste no uso de lasers VCSELs (vertical cavity surface emitting lasers),fibras multi modo e detecção direta. Com a contínua necessidade de aumento nas taxas de transmissão, novas soluções para mitigação da dispersão modal, causada pelas fibras multimodo, se tornam necessárias. Sistemas OFDM (orthogonal frequencydivision multiplexing) e SC-FDE (single carrier with frequency domain equalization)surgem como alternativas promissoras devido à eficácia no combate à interferência intersimbólica por meio de equalização simplificada. Neste trabalho, faz-se uma análise de desempenho comparativa entre ambos os sistemas considerando um canal Gaussiano teórico e estimativas de canais experimentais obtidas de fibras multimodo de diferentes comprimentos.Em sistemas ópticos de curta distância com modulação OFDM, o processo de modulação é uma importante fonte de não-linearidades. Este trabalho analisa computacional mente a técnica de pré-distorção com a finalidade de mitigação destas não linearidades. Além disso, propõe-se o estudo da otimização da função de linearização utilizada no processo de pré-distorção do sinal em função da eficiência de inclinação do laser. Ainda no contexto de sistemas ópticos com detecção direta, as téecnicas asymmetrically-clipped OFDM(AC-OFDM) e pulse-amplitude modulated OFDM(PAMOFDM)apresentam menor gasto em potência em troca da perda de eficiência espectral.Neste trabalho, um algoritmo de decodificação combinada seletiva, capaz de prover o um ganho teórico de at´e 3 dB, é proposto para a técnica PAM-OFDM.Para a comunicação em data centers, protocolos de interconexão de alta velocidade baseados em estruturas de quadro são utilizados. Neste trabalho, propõe-se o uso de palavras de referência para os sistemas OFDMe SC-FDE como método de sincronização de quadro. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Due to the huge amount of optical links in data centers, low cost componentsare mandatory. In this scenario, a popular solution is composed of vertical cavitysurface emitting lasers (VCSELs), multimode fibers and direct detection. With thecontinuous growth of transmission rate, new solutions for modal dispersion, causedby multimode fibers, became necessary. Orthogonal frequency division multiplexing(OFDM) and single carrier with frequency domain equalization (SC-FDE) systemsappear as promising techniques due to their effectiveness to mitigate modal dispersionand due to their low complexity equalization process. In this work, a power analysisof both systems is done considering a theoretical Gaussian channel and experimentalchannels estimates of multimode fibers with different lengths.In short-reach OFDM optical systems, the modulation process is an importantsource of non-linearities. In order to mitigate the non-linear effects, a pre-distortiontechnique is computationally analysed in this work. Furthermore, an optimizationstudy of the linearisation function, used in the pre-distortion technique, as a functionof the slope efficiency of the laser, is proposed. Still in direct-detection optical systemsscenario, the asymmetrically-clipped OFDM (AC-OFDM) and pulse-amplitude modulatedOFDM (PAM-OFDM) techniques present lower power consumption in trade-offlosing spectral efficiency. In this work, a combining decoding algorithm, capable ofproviding a theoretical gain of up to 3 dB, is proposed for the PAM-OFDM technique.For data center communications, high-speed interconnection standards based inframe structures are used. In this work, a synchronization method through referencewords is proposed for OFDM and SC-FDE systems.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-04-25T13:18:06Z No. of bitstreams: 1 2012_VictorSoaresCamposTeichmann.pdf: 3623204 bytes, checksum: 95ffa47c29eef54dec4c051fc096c8af (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-07T13:10:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_VictorSoaresCamposTeichmann.pdf: 3623204 bytes, checksum: 95ffa47c29eef54dec4c051fc096c8af (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-07T13:10:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_VictorSoaresCamposTeichmann.pdf: 3623204 bytes, checksum: 95ffa47c29eef54dec4c051fc096c8af (MD5) / O amplo desenvolvimento das interconexões ópticas nos data centers e supercomputadores renovou o interesse nas comunicações com fibras multimodo (multimode fiber - MMF). Devido à complexidade das técnicas modernas de transmissão, as análises de desempenho se baseiam em simulacõe numéricas que requerem um modelo de canal que reflita a realidade com a precisão necessária. Como náo há um modelo padrão para simulacão de canal da fibra multimodo, nós investigamos um modelo determinístico, um estaístico e o modelo “Cambridge 108 Fiber” para derivação da resposta deste canal. Realizamos simulacões numéricas com o intuito de calcular a banda de 3 dB para cada modelo. Nós mostramos que o modelo de Cambridge é geralmente um meio termo entre o modelo estatístico e o determinístico, que aparentam representar cenários pessimistas e otimistas, respectivamente. Paralelamente, propomos utilizar a modulaçãao de portadora única com equalização no domínio da frequência (single-carrier frequency-domain equalization - SC-FDE) para a compensação da dispersão modal em enlaces ópticos de curta distância utilizando fibras multimodo e VCSELs operando no comprimento de onda de 850 nm. Fazendo processamento on line de dados experimentais, nós demonstramos, com um overhead de 7,9%, a transmissão sem erros (calculada em uma sequência de 4 Mbits) de um sinal modulado com forma de onda OOK a uma taxa de 5 Gb/s sobre 2443 metros de fibra OM3 (com uma largura de banda nominal de 3300 MHz×km). Também utilizamos simulações numéricas para analisar o desempenho do sistema. A solução proposta pode ser aplicada como uma alternativa de baixo custo para o aprimoramento de interconexões ópticas de alto desempenho empregadas em data centers e supercomputadores. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The widespread deployment of optical interconnects in data centers has renewed the interest in multimode fiber communications. Due to the complexity of modern transmission techniques, performance analysis relies on numerical simulations that require an accurate channel model to reflect reality with the needed precision. As there is no standard model for channel simulation, we investigate a deterministic, a statisti- cal and the Cambridge 108 Fiber model for derivation of the multimode fiber (MMF) impulse response. Numerical simulations are performed in order to calculate the 3-dB bandwidth for each model. We show that the Cambridge model is generally a compromise between the statistical and the theoretical model, which seem to represent a pessimistic and an optimistic scenarios, respectively. We also propose the use of single-carrier frequency-domain equalization (SC-FDE) for the compensation of modal dispersion in short distance optical links using multimode fibers and 850 nm VCSELs. By post-processing of experimental data, we demonstrate, at 7.9% overhead, the error-free transmission (over a 4 Mbit sequence) of OOK-modulated 5 Gbps over 2443 meters of OM3 fiber (with a nominal 3300 MHz×km bandwidth). We also performed numerical simulations to evaluate the system perfor- mance. The proposed solution may be applied as a low cost alternative for data center and supercomputer interconnects.

Orientador: Raul Vinhas Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T13:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bergamaschi_MarcoAntonio_M.pdf: 5271929 bytes, checksum: ab96bf0e253838dfaba1e550a0b906fd (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: O aparecimento de uma nova tecnologia em equipamentos de transmissão para Redes de Telecomunicações, a chamada Hierarquia Digital Sincrona/SDH (Synchronous Digital Hierarchy), abre oportunidades de modernização e exige uma nova metodologia de planejamento. A metodologia proposta nesta tese divide o planejamento em fases: (1) "clusterização" de Centros de Fios, (2) Enfeixamento, (3) rede de galerias/roteamento de cabos de fibras ópticas e (4) evolução dos equipamentos na rede. Esta divisão se impõe pela complexidade matemática do problema e corresponde a uma técnica do tipo "dividir para consquistar". Esta tese apresenta um método heuristico, aplicado a redes de grande porte, que obtém soluções de boa qualidade para o problema do Enfeixamento, a fase de maior importância econômica desta nova metodologia. No Enfeixamento, definimos o conjunto de equipamentos de custo minimizado a ser instalado na rede, suas taxas de transmissão e quais demandas serão transmitidas através de cada equipamento. O modelo matemático obtido para este problema é um Programa Linear Inteiro Misto de dificil resolução. O grau de dificuldade aumenta para redes de grande porte, sendo necessário lançarmos mão de métodos heuristicos que auxiliem os pacotes computacionais disponiveis na busca de soluções. O método desenvolvido é um Sistema Baseado em RegFas. Apresentamos uma aplicação para a rede da Área Metropolitana de São Paulo, a maior rede urbana do pais / Abstract: The emerging SDH transmission technology provides new opportunities to reshape Transport Networks, enabling telecommunications companies to support modern services required in todays competitive markets. However, this new technology requires a new planning methodology. One approach to satisfy this requirement is to divide the planning process in sucessi ve steps: (1) clustering of central offices, (2) bundling of channels over the equipment network, (3) laying-out of the fiber pairs over the physicall network and,' (4) equipment network evolution. This divide-and-conquer approach is imposed by the mathematical complexity of the problem to be solved. Among those steps, it's the Bundling problem the one with higher complexity, and also the one with more cost-implications on metropolitan networks. That's the step where the decision about which are the equipment to be installed and the bit-rates to be used. However, when applied to large metropolitan networks, the bundling mathematical modelling is toa complex to be solved by search techniques. This work presents an heuristic method that has been applied to large networks to obtain quality solutions to the Bundling problem. The heuristic method presented here is Rule-based technique, and it has been applied to Sao Paulo Metropolitan Area, the brazilian largest one / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Hermano de M. F. Tavares, Marcos Carneiro da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T02:37:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_OdersonDiasde_M.pdf: 5276014 bytes, checksum: ffb438b7e7a981c39cd3b3eb605d54db (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Com o crescimento da utilização de fibras ópticas, a confiabilidade tem adquirido importância fundamental no planejamento da rede de galerias para transmissão. Neste trabalho descrevemos várias medidas de prevenção aos desastres; também desenvolvemos uma ferramenta que auxilia o planejador na escolha de uma rede que satisfaça as restrições de segurança, e seja orientada por custo. Definimos índices que medem a confiabilidade e mostramos resultados que revelam como regras de segurança aplicadas a enlaces especiais afetam os valores destes índices / Abstract: Not informed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rui Fragassi Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T02:41:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CaballeroPetersen_CarlosAllan_D.pdf: 5715633 bytes, checksum: fe147d28b8803c79ceab3f91f57520b7 (MD5) Previous issue date: 1996 / 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 / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica