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 investigaÃÃo numÃrica da transmissÃo e do chaveamento de sÃlitons fundamentais em acopladores duplos nÃo-lineares, constituÃdos por fibras Ãpticas com Ãndice de dispersÃo decrescente (DDF). SÃo propostas portas lÃgicas Ãpticas baseadas na utilizaÃÃo de um acoplador direcional nÃo linear (NLDC) duplo assimÃtrico de fibra Ãptica e com um dos guias operando com um perfil de dispersÃo decrescente. Obtivemos as caracterÃsticas de transmissÃo e, logo apÃs, fizemos uma anÃlise do coeficiente de extinÃÃo e do fator de compressÃo. Investigamos o desempenho do acoplador proposto operando no regime solitÃnico, utilizando pulsos ultra-curtos com 2 ps de largura. Com o modelo proposto para o dispositivo, conseguimos implementar portas lÃgicas AND, OR, XOR e NOT para diversas fases.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / We investigate the performance of three different non linear directional assymmetrical fibers couplers that include a profile of self-modulation of increasing and decreasing phase. The asymmetry is associated with the profile of self-modulation of phase of one of the chanels. Initially, we investigate the performance of the considered coupler using ultrashort pulses, type sÃliton with 2ps of width and later operating with signal CW. Observing the characteristics of transmission of the device, through the direct chanel and cross chanel, we made a study of the extinction ratio (Xratio) of the devices. The extinction ratio of a switching on-off is the relation among the exit power in the state on and the power of exit in the state off. It was observed that the performance of gates AND, XOR, OR are dependents of the profile of non linearity. In the profile of constant it was not verified that logics AND and XOR present one better performance with the device operating in CW, while logic OR present better with the coupler operating in pulse regime. We conclude that coupler to operate it as logic gate we can control the non-linearity profile to optimize the characteristics of transmission through the extinction ratio. / NÃs investigamos o desempenho de trÃs diferentes acopladores direcionais nÃolineares duplo assimÃtrico que incluem um perfil de auto modulaÃÃo de fase crescente e decrescente. A assimetria està associada ao perfil de auto modulaÃÃo de fase de um dos canais. Inicialmente, investigamos o desempenho do acoplador proposto utilizando pulsos ultracurtos, tipo sÃliton com 2ps de largura e posteriormente operando com sinal CW. Observando as caracterÃsticas de transmissÃo do dispositivo, atravÃs do canal direto e cruzado, fizemos um estudo do coeficiente de extinÃÃo (Xratio) dos dispositivos. O coeficiente de extinÃÃo de um chaveamento on-off à a relaÃÃo entre a potÃncia de saÃda no estado on e a potÃncia de saÃda no estado off . Foi observado que a performance de portas AND, XOR, OR sÃo dependentes do perfil de nÃo linearidade. No perfil de nÃo linearidade constante verificou-se que as lÃgicas AND e XOR apresentam um melhor desempenho com o dispositivo operando em CW, enquanto a lÃgica OR mostra-se melhor com o acoplador operando em regime pulsado. ConcluÃmos que para o acoplador operar como porta lÃgica nÃs podemos controlar o perfil de nÃo linearidade para otimizar as caracterÃsticas de transmissÃo atravÃs do coeficiente de extinÃÃo.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Neste trabalho, portas lÃgicas Ãpticas sÃo propostas a partir da utilizaÃÃo de um acoplador direcional nÃo linear (NLDC) triplo planar simÃtrico de fibra Ãptica e com um dos guias operando como controle. Para tal fim, obtemos as caracterÃsticas de transmissÃo do acoplador e, em seguida, fizemos uma anÃlise do coeficiente de extinÃÃo e do fator de compressÃo. Inicialmente, investigamos o desempenho do acoplador proposto operando no regime CW e posteriormente utilizando pulsos ultracurtos, tipo sÃliton com 2ps de largura. Com o modelo proposto para o dispositivo, conseguimos efetivar portas lÃgicas AND, NAND, OR, XOR e NOT para um conjunto de fases aplicadas ao pulso de controle. As portas lÃgicas geradas com o dispositivo operando com sinais CW, apresentaram-se mais eficientes que as mesmas portas geradas com sinais pulsados. / In this work, optical logical gates are proposed starting from the use of a symmetric three-core nonlinear directional coupler (NLDC) of fiber optic and with one of the guides operating as control. For such end, we obtain the characteristics of transmission of the coupler and, soon afterwards, we made an analysis of the extinction ratio and of the compression factor. Initially, we investigated the acting of the proposed coupler operating in the regime CW and later using ultra short pulses, type sÃliton with 2ps of width. With the model proposed for the device, we got to execute logical gates AND, NAND, OR, XOR and NOT for a group of applied phases to the control pulse. The logical gates generated with the device operating with signs CW, they came more efficient than the same gates generated with soliton pulses.

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.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / Neste trabalho, foram investigadas as caracterÃsticas de operaÃÃo de um Acoplador Direcional NÃo-Linear(NLDC) Duplo SimÃtrico, trabalhando com pulsos de , em duas diferentes aplicaÃÃes: ObtenÃÃo de portas lÃgicas E e OU, sob ModulaÃÃo Por PosiÃÃo de Pulsos (PPM); obtenÃÃo de portas lÃgicas E e OU, sob ModulaÃÃo Por Amplitude de Pulsos (PAM). A investigaÃÃo à realizada, atravÃs de simulaÃÃes numÃricas, utilizando-se do mÃtodo de Runge Kutta de quarta ordem. Na primeira aplicaÃÃo, à analisada a possibilidade da realizaÃÃo de operaÃÃes lÃgicas pelo Acoplador Direcional NÃo-Linear (NLDC) Duplo SimÃtrico sem perda. Considerando a operaÃÃo das portas lÃgicas, foram utilizadas as quatro possÃveis combinaÃÃes para dois pulsos, nas fibras 1 e 2, modulados pela posiÃÃo temporal (PPM) nos nÃveis lÃgicos 0 ou 1. Foram investigados os efeitos de uma variaÃÃo no parÃmetro de ajuste da modulaÃÃo PPM, ou seja, no deslocamento inicial do pulso em relaÃÃo ao pulso referencial, ou informaÃÃo nÃo modulada, e na diferenÃa de fase entre os pulsos sÃlitons fundamentais de entrada devidamente modulados. Na segunda aplicaÃÃo, o NLDC duplo simÃtrico à submetido à modulaÃÃo PAM, utilizando-se tambÃm, das quatro combinaÃÃes possÃveis para os dois pulsos, nas fibras de entrada. Foram investigados os efeitos da variaÃÃo no parÃmetro de ajuste da modulaÃÃo PAM na amplitude inicial do pulso em relaÃÃo à amplitude de referÃncia, ou sinal sem modulaÃÃo, e tambÃm observada a amplitude de saÃda modulada versus uma diferenÃa de fase entre os pulsos sÃlitons fundamentais de entrada devidamente modulados. Nas duas aplicaÃÃes foram obtidas portas lÃgicas E e OU. / In this work, the performance study of a Symmetric Dual-Core Non-Linear Directional Coupler (NLDC), working with pulses of , in two different applications have been investigated: accomplishment of logical gates AND and OR, under Pulse Position Modulation (PPM); accomplishment of logical gates AND and OR, under Pulse Amplitude Modulation (PAM). The investigation is based in a numerical simulation study, using the fourth order Runge Kutta numerical method. In the first application, the possibility of the accomplishment of logical operations by Symmetric Dual-Core Non-Linear Directional Coupler (NLDC) without loss is analyzed. Considering the operation of the logical gates, the four possible combinations for two pulses, on the input fibers, modulated by the temporal PPM in the logical levels 0 or 1, were used. The effects of a variation in the coding parameter offset of the PPM modulation, that is, in the displacement of the input pulse relative to the reference time level, was investigated. In the second application, the symmetric dual-core NLDC is submitted to PAM modulation, using the four possible combinations for two pulses on the input fibers, were used, as well. The effects of a variation in the coding parameter offset of the PAM modulation relative to the reference amplitude, was investigated. The modulated output amplitude versus a phase difference between the input pulses , was also studied. On the two applications, logical gates AND and OR was observed.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Neste trabalho, a propagaÃÃo e estabilidade de sÃlitons espaÃo-temporais (ou sÃlitons balas) em um guia de onda planar com nÃo linearidade cÃbico quintica periodicamente modulada à apresentada em funÃÃo da amplitude de modulaÃÃo , da freqÃÃncia de modulaÃÃo e da distÃncia de propagaÃÃo . Com o objetivo de garantir a estabilidade e prevenir o colapso ou o espalhamento dos pulsos, exploramos a nÃo-linearidade cÃbico quintica com os campos Ãpticos acoplados por XPM (ModulaÃÃo de Fase Cruzada) e utilizando diversos valores para o parÃmetro nÃo-linear , para as amplitudes e freqÃÃncias de modulaÃÃo em funÃÃo da distÃncia de propagaÃÃo , provocamos a colisÃo de dois pulsos (campos Ãpticos) para garantir que estes sejam realmente sÃlitons e, apÃs estas anÃlises numÃricas, foi possÃvel mostrar a existÃncia de sÃlitons espaÃo-temporais estÃveis. Apresentamos, tambÃm, a anÃlise numÃrica de um acoplador triplo nÃo linear de fibras Ãpticas em uma estrutura planar simÃtrica e operando com o modelo Kerr instantÃneo e relaxado para geraÃÃo de portas lÃgicas Ãpticas. Para implementar estes circuitos, usamos um pulso de controle CP com uma diferenÃa de fase entre as entradas âI1â e âI2â do acoplador e analisamos as caracterÃsticas de transmissÃo, taxa de extinÃÃo em funÃÃo da diferenÃa de fase, a largura normalizada (LN), a figura de mÃrito para portas lÃgicas FOMELG(dB) e a evoluÃÃo dos pulsos ao longo do acoplador e, assim, foi demonstrado as possibilidades para geraÃÃo das portas lÃgicas Ãpticas. / In this work, the propagation and stability of spatiotemporal optical solitons (or optical bullets) in a planar waveguide with periodically modulated cubic-quintic nonlinearity is presented numerically as a function of the amplitudes of modulation , the frequency of modulation and the propagation distance .With the objective of ensure the stability and preventing the collapse or the spreading of pulses, in this study we explore the cubic-quintic nonlinearity with the optical fields coupled by XPM (Cross-Phase Modulation) and take into account several values for the nonlinear parameter , for amplitudes and frequency of modulation as a function of the propagation distance , we cause the collisions of two pulses (envelope of the optical field) to ensure that the optical pulse are sÃlitons and, after numerical analysis was possible shown the existence of stable spatiotemporal optical sÃliton. We also have presented the numerical analysis of the three-core nonlinear fiber coupler in a symmetrical planar structure and operating with instantaneous and relaxed Kerr model for generation of the all-optical logic gates. To implement this optical circuit, we used a control pulse CP with a phase difference between the inputs âI1â and âI2â of the fiber coupler and were analyzed the transmission characteristics, the Extinction Ratio as a function of the phase difference, the length normalized (LN), the figure-of-merit of the logic gates (FOMELG (dB) and the pulse evolution along the fiber coupler and, thus, ensure were demonstrated the possibilities for generating of the all-optical logic gates.