Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-03-16T15:16:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese impressão.pdf: 3505544 bytes, checksum: fe69e61d521b559d8d4a2d273cdcbc16 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T15:16:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese impressão.pdf: 3505544 bytes, checksum: fe69e61d521b559d8d4a2d273cdcbc16 (MD5) Previous issue date: 2015-07-09 / A popularidade das redes de comunicação sem fio tem gerado dois grandes problemas: a escassez do espectro não licenciado e o aumento do consumo de energia. A abordagem de acesso oportunista ao espectro, por meio da tecnologia de Rádios Cognitivos (RC), tem sido utilizada como solução para a primeira questão. Neste contexto, o usuário primário (UP) possui a licença de uso de determinada faixa espectral, enquanto o usuário secundário (US) utiliza o espectro licenciado, de forma oportunista, sem causar interferência à comunicação primária. Do ponto de vista do consumo de energia, na literatura, são propóstos mecanismos energeticamente eficientes tanto para a ativação e desativação de elementos de rede (estações rádio-base e pontos de acesso) quanto para funções (seleção de canais). Adicionalmente, requisitos contraditórios como o consumo da bateria do dispositivo e as garantias de qualidade de serviço (QoS) das aplicações não têm sido contemplados satisfatoriamente pelos atuais mecanismos de controle de consumo de energia destas redes. Esta tese explora a sinergia entre o acesso oportunista e a utilização energeticamente eficiente dos recursos de rádio, visando a redução do consumo de energia, o aumento do tempo de vida da bateria de dispositivos móveis, bem como, garantias de QoS em redes de rádios cognitivos baseadas nos padrões IEEE 802.11af (White-Fi) e redes regionais IEEE 802.22 (WRAN). Diversas funções do ciclo cognitivo de RC, como seleção e chaveamento de canais, em geral, consideram apenas a atividade do UP na tomada de decisão. Nesta tese, propõe-se um novo modelo de disponibilidade de canal que considera, além do UP, o mecanismo de acesso ao meio e a influência dos demais usuários secundários presentes no sistema. Nesta tese são realizadas diversas análises em relação às estratégias de chaveamento de canais para o acesso oportunista, existentes na literatura, sob a perspectiva da eficiência energética. A partir das análises desenvolvidas, foram construídos modelos baseados em cadeias de Markov para as principais tecnologias de redes de rádios cognitivos com o intuito de representar a utilização do canal por parte dos USs. Estes modelos não sofrem com a explosão de estados presentes nas soluções da literatura e contemplam todos os principais parâmetros para o acesso oportunista. Com os modelos Markovianos propostos foi possível desenvolver algoritmos computacionalmente eficientes, O(nlog(n)), para a seleção de canais nas tecnologias de redes locais IEEE 802.11af (White-Fi) e redes regionais IEEE 802.22 (WRAN) considerando critérios de energia para a rede, dos dispositivos, bem como, os requisitos de QoS das aplicações. Para o White-Fi, o algoritmo proposto permitiu uma economia de até 72,2% (tanto na rede quanto no dispositivo) com uma eficiência energética (relação entre a taxa de transmissão e o consumo de energia) 68% superior ao esquema tradicional de seleção de canais. Para as redes WRAN, também foram realizadas diversas análises em relação ao acesso ao canal. A partir dos resultados das análises e do modelo proposto foi desenvolvido um algoritmo de seleção de canais que, no melhor caso, permitiu uma economia de energia de 94%, bem como, superioridade em termos de eficiência energética de até 93,4%. / The increasing popularization of wireless communication networks and services has led to the rise of two major problems: the non-licensed spectrum scarcity and the increasing of energy consumption. The opportunistic spectrum access approach, employed through the Cognitive Radio Network technology, has been used as a solution to the former issue. In this context, the Primary User owns the license of use of some spectrum bands while the Secondary User uses the licensed spectrum opportunistically, without causing harmful interferences to the primary communication. From the energy consumption point of view, on literature, researchers have proposed mechanisms to deliver energetic efficiency through the activation/deactivation of network elements (Base Stations and Access Points) or network function optimization (channel selection). However, contradictory requirements such as the device battery drain and the application Quality of Service guarantee have not been satisfactorily covered by current energetic efficient mechanisms. This thesis presents a study about the synergy between opportunistic access and the energetic efficiency of the radio resources utilization, aiming at reducing energy consumption, the increase of battery life time, as well as the guarantee of the Quality of Service in Cognitive Radio networks based on IEEE 802.11af (White-Fi) and IEEE 802.22 (WRAN) standards. Most functions of cognitive cycle such as the channel selection and switching, generally, consider only the Primary User activity to the decision making. In this thesis, it is proposed a new channel availability model that considers, in addition to Primary User information, the medium access mechanism and the other Secondary Users, all sharing the opportunities. In this thesis, several analyzes are carried out in relation to the channel switching strategies existing on literature, under the energetic efficiency perspective. From analyzes, models based on Markov chain formalism have been constructed to represent the channel utilization by Secondary Users. These models do not suffer with state explosion present on literature and include all main parameters to the opportunistic access. From the proposed markovian models, it was possible to develop algorithms computationally efficient (O(nlog(n))) to the channel selection on networks IEEE 802.11af and IEEE 802.22 considering the energy consumed by the entire network, by devices, as well as, the Quality of Service requirements. To the White-fi, the proposed algorithm allowed an economy of 72.2% in the best case with an energetic efficiency 68% superior to the traditional channel selection schemes. To WRAN networks, with the proposed algorithm, devices achieved an economy of 94%, as well as, an energetic efficiency 93.4% superior.

A qualidade da energia elétrica tem sido objeto constante de estudos, pois problemas inerentes a ela podem trazer grandes prejuízos econômicos, principalmente em processos industriais. Dentre os vários fatores que afetam a qualidade da energia elétrica, destacamos aqueles relacionados com os transitórios, originados pelo chaveamento de banco de capacitares nas redes elétricas de distribuição primária. Neste trabalho, além das características dos transitórios provenientes da energização de bancos de capacitares da concessionária, são analisados fatores que influenciam em suas intensidades. As condições sob as quais estes transitórios são atenuados foram investigadas. Além disto, é feita uma análise espectral das ondas de corrente e tensão, permitindo que sejam revelados os componentes harmônicos que podem afetar o funcionamento de equipamentos de controle, proteção e cargas sensíveis da indústria. Um circuito que representa um sistema real de distribuição, 13,8 kV, da concessionária CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) foi simulado através do ATP (Alternative Transients Program). / The quality of electric power has been a constant topic of study, because inherent problems to it can bring great economic losses, mainly in industrial processes. Among the several factors that atfect power quality, those related to the transients originated by capacitar bank switching in the primary distribution systems must be highlighted. In this work, the characteristics of the transients resulting from the switching of the utility capacitor banks are analyzed, as well as factors that influence their intensities. The conditions under which these effects are mitigated was investigated. In addition, a spectral analysis of the current and voltage waves is made. This procedure can reveal the harmonic components that can affect the operation of control and protection equipment, as well as sensitive Ioads of the industry. A circuit that represents a real distribution system, 13.8 kV, from CPFL (Cia Paulista de Força e Luz) utility, was simulated through the software ATP (Alternative Transients Program).

[pt] Este trabalho descreve teoria, simulação e caracterização óptica de microcavidades semicondutoras utilizadas para a mudança de cor de pulsos de luz e geração de pulsos ultra-curtos. Amostras foram fabricadas por MBE com GaAs e AlAs em estruturas compostas de dois espelhos de Bragg e um espaçador de GaAs, formando cavidades de Fabry-Pérot. Espectros de refletância e transmitância foram simulados com o Método da Matriz de Transferência, considerando modelos realísticos para as propriedades ópticas dos materiais. A caracterização óptica foi realizada por FTIR e experimentos de Ring-Down utilizando uma streak camera. Fatores de qualidade maiores que 10(5) foram observados, correspondendo a tempos de armazenamento da luz maiores que 100 ps. Experimentos de troca de cor da luz em uma configuração de pump and probe foram realizados. A geração de pulsos ultra-curtos com cavidades em micropilar foi estudada. Para caracterizá-las, foram empregados o chaveamento óptico de cavidades e a microfotoluminescência resolvida no tempo. O processo completo, ultrarápido, de chaveamento dos modos ressonantes de uma cavidade semicondutora foi claramente observado de maneira inédita. / [en] This work describes the theory, simulation and optical characterization of semiconductor microcavities used to change the color of light and generate ultrashort pulses. Samples were fabricated by MBE with GaAs and AlAs in structures composed of two Bragg mirrors and a GaAs spacer, creating Fabry-Pérot cavities. Reflectance and transmittance spectra were simulated with the transfer-matrix method considering realistic models of the materials optical properties. Optical characterization was performed using FTIR spectroscopy and Ring-Down experiments with a streak camera. Quality factors in excess of 10(5) were observed, corresponding to storage times larger than 100 ps. Color-change experiments using a pump and probe optical setup were performed. The generation of ultra-short pulses with micropillar cavities was investigated. Time-resolved microphotoluminescence and optical cavity switching were employed to characterize the cavities. The complete ultrafast process of switching resonant modes of a semiconductor cavity using all-optical free carrier injection has been clearly observed for the first time.

Com o início do projeto do satélite universitário ITASAT tornaram-se necessárias pesquisas sobre os diversos subsistemas que compõem um satélite, entre elas a área de suprimento de energia. Esta dissertação procura apresentar um estudo sobre unidades de controle de potência utilizadas no suprimento de energia de satélites que têm a energia solar, através da conversão fotovoltaica, como fonte de energia. Após uma breve revisão dos subsistemas e da história dos satélites, são apresentadas e analisadas as duas principais arquiteturas usadas para o controle de potência: Rastreamento da Potência de Pico (Peak Power Tracking - PPT) e Transferência Direta de Energia (Direct Energy Transfer - DET). O Sequential Switching Shunt Series Regulator (S4R), topologia analisada neste trabalho, é baseado na arquitetura DET e dois modelos foram gerados para sua análise. O primeiro modelo, usado em simulações com o software SPICE, obtém-se a partir do método Switch Network. O segundo modelo é obtido através do método State Space Averaging e é usado em simulações com o software MATLAB. São mostrados e comparados os resultados das simulações e os resultados experimentais, obtidos com o protótipo de um Regulador Shunt Chaveado e com o protótipo do S4R. Por último, concluí-se que o Sequential Switching Shunt Series Regulator é uma solução viável e eficaz para o controle de potência em unidades de suprimento de energia de satélites como o satélite universitário ITASAT.

A tecnologia de chaveamento de pacotes ópticos comumente utiliza componentes muito complexos, relegando sua viabilidade para o futuro. A utilização de pacotes ópticos, entretanto, é uma boa opção para melhorar a granularidade dos enlaces ópticos, bem como para tornar os processos de distribuição de banda muito mais eficientes e flexíveis. Esta tese propõe simplificações nas chaves ópticas que além de tornarem o pacote óptico viável para um futuro mais próximo, permitem montar redes ópticas complexas, com muitos nós, que operam de maneira auto-organizada. A rede proposta nesta tese não possui sinalização para reserva ou estabelecimento de caminho. As rotas são definidas pacote a pacote, em tempo real, durante o seu percurso, utilizando roteamento por deflexão. Com funções muito simples realizadas localmente, a rede ganha características desejáveis como: alta escalabilidade e eficiente sistema de proteção de enlace. Estas características desejáveis são tratadas como funções da rede que emergem de funções realizadas em cada um dos nós de rede individualmente. A tese apresenta um modelo analítico estatístico, validado por simulação, para caracterização da rede. No sistema de proteção contra falhas, os cálculos realizados para redes com até 256 nós mostram que o aumento do número médio de saltos ocorre apenas para destinos localizados no entorno da falha. Para demonstrar a viabilidade de construção de chave óptica rápida simplificada utilizando somente componentes já disponíveis no mercado foi montado um protótipo, que mostrou ter um tempo de chaveamento inferior a dois nanossegundos, sendo compatível com as operações de chaveamento de pacotes ópticos. / The Optical Packet Switching (OPS) technology usually involves complex and expensive components relegating its application viability to the future. Nevertheless the OPS utilization is a good option for improving the granularity at high bit rate transmissions, as well as for operation involving flexibility and fast bandwidth distribution. This thesis proposes simplifications on optical switching devices that besides getting closer future viability enable the deployment of highly scalable and self-organized complex network architecture. The proposed network operates without resources reservation or previous path establishment. The routes are defined packet-by-packet in a real time deflection routing procedure. With simple local functions the network starts to operate with desirable performance characteristics such as high scalability and automatic protection system. Those desirable performance characteristics are treated as Emerging Functions. For the network characterization it is presented a statistical analytical model validated by simulation. In the automatic protection functions investigation the results for a 256 nodes network showed that the mean number of hops enhancement occurs only around the failure neighborhood. To demonstrate the switch viability, a prototype was fabricated utilizing components already available in the market. The switching time obtained was below two nanoseconds showing compatibility with the optical packet switching technology.

A tecnologia de chaveamento de pacotes ópticos comumente utiliza componentes muito complexos, relegando sua viabilidade para o futuro. A utilização de pacotes ópticos, entretanto, é uma boa opção para melhorar a granularidade dos enlaces ópticos, bem como para tornar os processos de distribuição de banda muito mais eficientes e flexíveis. Esta tese propõe simplificações nas chaves ópticas que além de tornarem o pacote óptico viável para um futuro mais próximo, permitem montar redes ópticas complexas, com muitos nós, que operam de maneira auto-organizada. A rede proposta nesta tese não possui sinalização para reserva ou estabelecimento de caminho. As rotas são definidas pacote a pacote, em tempo real, durante o seu percurso, utilizando roteamento por deflexão. Com funções muito simples realizadas localmente, a rede ganha características desejáveis como: alta escalabilidade e eficiente sistema de proteção de enlace. Estas características desejáveis são tratadas como funções da rede que emergem de funções realizadas em cada um dos nós de rede individualmente. A tese apresenta um modelo analítico estatístico, validado por simulação, para caracterização da rede. No sistema de proteção contra falhas, os cálculos realizados para redes com até 256 nós mostram que o aumento do número médio de saltos ocorre apenas para destinos localizados no entorno da falha. Para demonstrar a viabilidade de construção de chave óptica rápida simplificada utilizando somente componentes já disponíveis no mercado foi montado um protótipo, que mostrou ter um tempo de chaveamento inferior a dois nanossegundos, sendo compatível com as operações de chaveamento de pacotes ópticos. / The Optical Packet Switching (OPS) technology usually involves complex and expensive components relegating its application viability to the future. Nevertheless the OPS utilization is a good option for improving the granularity at high bit rate transmissions, as well as for operation involving flexibility and fast bandwidth distribution. This thesis proposes simplifications on optical switching devices that besides getting closer future viability enable the deployment of highly scalable and self-organized complex network architecture. The proposed network operates without resources reservation or previous path establishment. The routes are defined packet-by-packet in a real time deflection routing procedure. With simple local functions the network starts to operate with desirable performance characteristics such as high scalability and automatic protection system. Those desirable performance characteristics are treated as Emerging Functions. For the network characterization it is presented a statistical analytical model validated by simulation. In the automatic protection functions investigation the results for a 256 nodes network showed that the mean number of hops enhancement occurs only around the failure neighborhood. To demonstrate the switch viability, a prototype was fabricated utilizing components already available in the market. The switching time obtained was below two nanoseconds showing compatibility with the optical packet switching technology.

Due, in part, to the nowadays considerable body of theoretical results for Markov Jump Linear Systems (MJLS), there has been recently an intense interplay between the classical switch systems and MJLS theory. Although the development of these theories came up independently, in a broad way MJLS can be seen as a class of switch systems with a stochastic switching mecanism. Motivated by the diversity of methods of these theories and its potentiality in the treatment of systems with requires tolerance to failure (the so-called safety-critical and highintegrity systems), it is our intention in this dissertation to make up a synthesis of the most relevant methods, setting against the two theories. In view of the huge amount of results of these theories, we focus here just on the stability problem. We begin presenting well known tools such as common Lyapunov functions and others which are related to involving classes of linear subsistems with certain particularities such as commutativity and solubility of Lie algebra. Rigth after, we present the concept of average dwell time, part Lyapunov functions and results about design of switch. Using the average dwell time at the linear systems with stable and unstable systems with the rules already demonstrated we claim some results about stability that applied at linear systems with markovian switch. / Devido em parte, ao considerável corpo de resultados teóricos para Sistemas Lineares com Saltos Markovianos (SLMS), tem havido recentemente uma intensa interação entre a teoria clássica de sistemas com chaveamento (switched systems) e a teoria de SLSM. Apesar do desenvolvimento dessas teorias terem acontecido essencialmente de maneira independentes, num sentido amplo SLMS pode ser visto como um sistema com chaveamento cujo mecanismo de chaveamento é estocástico. Motivados pela diversidade de métodos dessas teorias e sua enorme potencialidade no tratamento de sistemas que exigem comportamentos tolerantes a falhas (faz parte do que se denomina na literatura especializada como safety-critical and high integrity systems) é nossa intenção nesta dissertaçãoo fazer uma síntese dos métodos mais relevantes, contrapondo as duas teorias. Tendo em vista a enorme quantidade de resultados, focaremos apenas o problema de estabilidade. Começaremos o estudo com critérios já conhecidos como a construção de uma função comum de Lyapunov para os sistemas e outros que dizem respeito à estabilidade em classes de subsistemas lineares que possuem certas particularidades como comutatividade e solubilidade da álgebra de Lie gerada pela coleção de matrizes. Em seguida, apresentaremos os conceitos de tempo médio de habitação, funções de Lyapunov por partes e os resultados sobre design de switch. Através do estudo do tempo médio de habitação em sistemas lineares com matrizes estáveis e instáveis, juntamente com os critérios já estudados referentes às classes de subsistemas para as quais é possível a construção de uma função comum de Lyapunov, chegamos a alguns resultados para estabilidade, que aplicamos ao caso de chaveamento Markoviano.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-11-08T17:29:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Felipe_Correa_CD.pdf: 5991890 bytes, checksum: bf897f6d56367daee94655b05dc520e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T17:29:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_Felipe_Correa_CD.pdf: 5991890 bytes, checksum: bf897f6d56367daee94655b05dc520e3 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31 / Capes / O conversor nove chaves (Nine-Switch Inverter - NSI) foi proposto recentemente e, desde então, um grande número de aplicações foi explorado para esta nova topologia, especialmente como um possível substituto do tradicional conversor back-to-back. A principal vantagem do NSI é o menor número de chaves (nove em vez de doze do conversor back-to-back), que, como consequência, acarreta em restrições nas amplitudes de saída do inversor. Na literatura, foram propostas diferentes técnicas de modulação por largura de pulso (Pulse Width Modulation - PWM) que respeitam estas restrições. Diante deste cenário, o presente trabalho propõe duas abordagens para a generalização da modulação no NSI: a modulação escalar quasi generalizada e a generalizada, que são baseadas no conceito de generalização para o inversor trifásico fonte de tensão (VSI) convencional e que podem ser facilmente implementadas com um reduzido esforço computacional. Este conceito propicia, através de uma abordagem sistemática e direta, a geração de qualquer técnica de PWM, seja ela contínua ou descontínua, através do ajuste de graus de liberdade específicos. Objetivando a redução de perdas, são apresentados os graus de liberdade específicos que, quando aplicados nas modulações propostas, aumentam o rendimento do inversor. Resultados de simulação confirmam a funcionalidade das modulações. / The nine-switch inverter (NSI) has been proposed recently and, since then, a large number of applications were explored for this new topology, specially as a possible substitute to the traditional back-to-back converter. The main advantage of the NSI is its lesser number of switches (nine instead of twelve of the back-to-back converter), which, as a consequence, leads to some restrictions in the total attainable amplitude at its outputs. In literature, many pulse width modulation (PWM) techniques were proposed respecting those restrictions. In this scenario, this paper proposes two generalization approaches for the modulation of the NSI: the quasi generalized scalar modulation and the generalized scalar modulation, which are based on the generalization concept for the voltage source inverter (VSI), easily implemented with a reduced computational effort. Such concept leads to a systematic and straight approach to the generation of any continuous or discontinuous PWM technique for the NSI, simply adjusting a few degrees of freedom of the modulation strategy. Aiming the reduction of the power losses, specific degrees of freedom are presented, for the proposed modulations. Simulation results confirm the validity of the proposed methods.

Orientadores: Evandro Conforti, Carlos Allan Caballero Petersen / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T07:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Toazza_AdrianoLuis_D.pdf: 4079607 bytes, checksum: bb3aa0dd52628e849f97cb827da20ffb (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A técnica de pré-distorção com a adição de um impulso ao degrau que normalmente chaveia o Amplificador Óptico a Semicondutor - (SOA) , permite diminuir os tempos de chaveamento eletro-óptico do SOA para valores inferiores a nanosegundos, obtendo-se contrastes da luz amplificada na saída da chave acima de 25 dB e bandas de passagem da ordem de 60 nm. Entretanto, estes tempos de chaveamento de alta velocidade vêm acompanhados de efeitos deletérios ligados às flutuações do ganho óptico durante o processo de ligar a chave, do estado "off" para o estado "on". Nesta tese é efetuada a análise destes fenômenos, com boa correspondência com resultados experimentais. Mostram-se, também, caminhos a seguir para diminuir as flutuações de ganho. O estudo aqui apresentado baseia-se no comportamento da impedância da montagem com o SOA em alta frequência, até 20 GHz. A obtenção dos valores dos componentes do circuito equivalente incluem o SOA (a partir de sua porta elétrica) e a montagem de microondas do chaveamento eletro-óptico. O modelo para o SOA foi baseado em um circuito desenvolvido para laser a diodo semicondutor. Os parâmetros do circuito equivalente para a montagem do SOA foram obtidos por técnicas de extração de parâmetros, através de aproximações sucessivas entre as respostas experimentais e teóricas, utilizando um programa desenvolvido neste trabalho. Em seguida, a partir da impedância do SOA, foram estimados os tempos de transição, o casamento em banda larga, assim como a influência do encapsulamento do dispositivo, aprimorando o entendimento do seu comportamento e limitações, com boa correspondência com resultados experimentais / Abstract: Reduction of the Semiconductor Optical Ampli.er (SOA) switching times can be achieved with the pre-distortion technique consisting of impulse(s) addition to the current step that generally switches the SOA. With this technique it is possible to reduce the electro-optical switching time to sub-nanoseconds with a contrast approaching 25 dB between the "off" and the "on" state of the optical gain, and with a bandwidth in excess of 60 nm. However those high speed switching times comes jointly with deleterious effects of overshoot and optical gain fluctuations during the switch state variation from the "off" to the "on" state. This thesis analyzes those phenomena with good correspondence to experimental results, and actions to decrease those deleterious effects are revealed. The results make use of SOA electrical gate impedance measurements up to 20 GHz, with the accomplishment of the SOA equivalent circuit extraction including the effects of the microwave lines and SOA encapsulation. The SOA model was based in the literature results for semiconductor lasers. The parameters extraction was based in a software and in measurements prepared here to obtain the circuit parameters values through successive approximations between practice and theory. Finally, the obtained SOA equivalent circuit was used to find the switching time estimation, the broadband matching, the encapsulation influences, in order to achieve a better theoretical understanding of the deleterious effects. The computer simulated results are in good correspondence with the experimental results / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Evandro Conforti, Napoleão dos Santos Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T11:21:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_RafaelCarvalho_M.pdf: 10424465 bytes, checksum: b93608291545cc7a53e52e2050a3dc39 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Apresenta-se a modelagem de um circuito elétrico equivalente e a extração de parâmetros de amplificadores ópticos a semicondutor (SOA), a partir de um modelo para lasers semicondutores. Foi realizado um estudo do comportamento da impedância de um SOA em chip, sem encapsulamento, em função da corrente de polarização e em ampla faixa de frequência . de 300 kHz a 40 GHz. A modelagem do circuito equivalente da montagem, a qual é cascateada com os modelos da região ativa do SOA, é apresentada para correntes abaixo e acima da operação em transparência. A metodologia utilizada para a extração dos parâmetros dos elementos parasitas que compõe o circuito é descrita; resultados obtidos através de simulações em programa comercial (Agilent ADS) são comparados com medidas experimentais obtidas em mesa óptica. São apresentados ainda resultados teóricos da impedância do SOA quando desconsiderada a presença dos elementos parasitas da montagem. A modelagem e extração dos parâmetros realizada para o chip foi repetida para SOAs encapsulados, também apresentando boa concordância entre teoria e experimento, reforçando a viabilidade da abordagem utilizada / Abstract: The equivalent electric circuits and its parameters.extraction of semiconductor optical amplifiers (SOA) are attained based on a diode-laser model. Additionally, the impedance behavior of a SOA-chip (without package) was measured as function of the bias current in wide frequency range, from 300 kHz to 40 GHz. In these procedures, the microwave setup used for the SOA current injection was also characterized and its equivalent circuit obtained. Next, a theoretical analysis is developed for this setup for currents below and above the transparency condition. A methodology for the parameters extraction of parasitic elements is also described, as well as the results obtained through simulations using the Agilent ADS software, compared with the experimental data. The optical bench used in the experiments is also described, and theoretical results illustrates the SOA impedance without parasitic elements. The equivalent circuits with parameters.extraction were also obtained for packaged SOAs, with good agreement between theory and experiment, conforming the employed methodology / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica