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Proposição e estudo de fibras ópticas microestruturadas tipo D: gerenciamento de dispersão e alta birrefringência; Proposal and study of microstructured optical fiber D-type: dispersion management and high birefringence

Spadoti, Danilo Henrique
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 02/10/2008 PT
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Este trabalho de doutoramento propôs investigar novas configurações geométricas para as fibras ópticas microestruturadas a base de sílica. Aproveitando-se da flexibilidade que sua geometria proporciona, diferentes das fibras ópticas convencionais, foram propostas fibras ópticas microestruturadas com perfil tipo D atuando, especificamente, em duas aplicações distintas: fibras compensadoras de dispersão ou fibras altamente birrefringentes. Para o estudo teórico das fibras ópticas microestruturadas foram utilizados dois métodos numéricos: o método da Sobre-Relaxação Sucessiva (SOR) e o método de Arnoldi Implicitamente Reiniciado (IRAM). Foi necessário implementar o método IRAM para determinar os modos de mais alta ordem presentes em guias de onda multimodos, uma vez que o método SOR fornece apenas a solução para o modo fundamental. Neste contexto, as fibras ópticas microestruturadas com perfil D, propostas e investigadas neste trabalho, demonstraram ser extremamente promissoras para atuar na compensação da dispersão cromática ou no aumento do efeito da birrefringência. Foram projetadas fibras capazes de compensar a dispersão em banda larga, cobrindo as bandas de telecomunicações S, C e L, ou, ainda, fibras com um alto coeficiente de dispersão negativo em torno do comprimento de onda de 1550nm. Adicionalmente...

Dispositivos baseados no preenchimento de fibras de cristal fotônico por líquidos e materiais nanoestruturados; Devices based on the filling of photonic crystal fibers by liquids and nanostructured materials

Santos, Alexandre Bozolan dos
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 17/04/2012 PT
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Esta tese descreve a demonstração experimental de dispositivos baseados em fibras de cristal fotônico (PCFs), que aproveitam a flexibilidade estrutural oferecida pela matriz de capilares que compõe a seção reta da fibra, de forma a preencher estes capilares com líquidos e materiais nanoestruturados. Para o caso de materiais nanoestruturados, uma vez preenchida a fibra, os materiais nela inseridos interagem eficientemente com a luz guiada. Essa arquitetura diferenciada em relação às fibras ópticas convencionais abre novas perspectivas no desenvolvimento de aplicações como óptica não-linear e sensoriamento. PCFs de núcleo líquido, por outro lado, impõe dificuldades para a implementação de dispositivos práticos, devido às altas taxas de evaporação dos líquidos inseridos. Por esta razão, foi desenvolvida uma nova técnica para vedar seletivamente ambas as faces externas do núcleo líquido de uma PCF, utilizando um polímero curável. Estes tampões poliméricos evitam a evaporação, causando um impacto mínimo no guiamento da luz, tornando o dispositivo usável por semanas. Esta nova técnica de vedação foi empregada em um experimento para a geração de supercontínuo em uma PCF com núcleo de água destilada...

Avaliação experimental das caracteristicas de ampliação de fibras de vidro telurito dopado com erbio; Experimental evaluation of the amplification characteristics of erbium doped tellurite-glass fiber

Reginaldo da Silva
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 25/04/2008 PT
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Com o atual e constante crescimento das taxas de transmissões em comunicações ópticas, a busca por novos materiais com aplicações em amplificadores ópticos tem servido de fonte de constantes pesquisas. Motivado por essa necessidade, este trabalho apresenta os resultados alcançados para uma análise experimental das características de amplificação de fibras ópticas feitas com vidro telurito dopado com érbio e sem a utilização do túlio (Tm) como co-dopante, produzidas no IFGW/ UNICAMP. Os procedimentos adotados para as medições de dois tipos de fibra (perfil de índice degrau e microestruturada) são descritos para diferentes configurações de aplicação de bombeio. Quando comparadas às fibras de sílica dopadas com érbio, estas fibras apresentaram banda disponível para amplificação, aproximadamente, duas vezes mais ampla (~90 nm). Medindo-se as variações no nível de potência óptica de um sinal antes e depois da aplicação de bombeio, pode-se alcançar um aumento de potência de saída de até 15 dB, sugerindo propriedades de amplificação óptica, no entanto não se obteve ganho real no sistema. Este valor máximo foi obtido para amostras de 10 cm e 5 cm de fibra de perfil de índice degrau e microestruturada...

Análise de fibras ópticas microestruturadas pelo método da sobre relaxação sucessiva; Analysis of microstructured optical fiber by the successive over relaxation method

Spadoti, Danilo Henrique
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 27/08/2004 PT
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Neste trabalho é investigada uma nova classe de fibras ópticas, baseada no conceito de cristais fotônicos, denominada fibra microestruturada. Sua geometria particular, com materiais de diferentes índices de refração estruturados de forma periódica, permite uma alta flexibilidade de projeto. Consegue-se, portanto, ajustar, conforme a necessidade, as propriedades de dispersão, área efetiva, perdas por confinamento, entre outras, o que torna estas fibras especialmente úteis para aplicações em comunicações ópticas. Para o estudo das propriedades das fibras microestruturadas foi implementado, em diferenças finitas, o método numérico da sobre relaxação sucessiva - SOR com as três aproximações possíveis para a equação de Helmholtz: escalar, semivetorial e vetorial completa. Adicionalmente, no intuito de melhorar alguns aspectos do formalismo SOR, como precisão e velocidade de convergência, foi proposta a aproximação em diferenças finitas de quarta ordem.; This work investigates a new class of optical fibers based on the photonic crystal concept. The main advantage of these fibers is the flexibility offered by their particular geometry, which is formed by materials of different refractive index periodically arranged in a specific pattern. The dispersion properties of these microstructured optical fibers are analyzed by using the finite difference Successive Over Relaxation (SOR) method...

Fibras ópticas microestruturadas: modelagem e aplicações; Microstructured optical fibers: modeling and applications

Francisco, Carlos Alberto de
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 27/08/2004 PT
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Este trabalho tem por objetivo a modelagem numérica das fibras microestruturadas e a proposição de dispositivos inovadores com base nos modelos numéricos construídos. Primeiramente, são implementados dois formalismos distintos: o FDTD (do inglês Finite Diference Time Domain) para a geração dos diagramas de bandas dos cristais fotônicos e o SOR (do inglês Successive Over Relaxation) para a análise modal das fibras. A partir destes modelos, são propostas três aplicações distintas que utilizam as propriedades inovadoras das fibras microestruturadas, a saber: compensador de dispersão a fibra com capacidade de compensar um enlace óptico com cerca de vinte vezes seu comprimento, amplificador Raman com alto ganho óptico e isolador óptico a fibra microestruturada.; The goal of this work is the numerical modeling of microstructured optical fibers and the proposition of novel applications using the model developed. First, two distinct formalisms are implemented, the Finite Difference Time Domain Method (FDTD) to generate the photonic crystal band diagrams and the Successive Over Relaxation method (SOR) to carry out modal analysis on the microstructured optical fibers. By means of these models, three applications are investigated: high performance dispersion compensation fiber...

Técnica para controlar o comprimento de onda da dispersão zero de uma fibra microestruturada; Technique to control the zero¿dispersion wavelength of a microstructured optical fiber

Roddy Elky Ramos Gonzáles
Fonte: Biblioteca Digital da Unicamp Publicador: Biblioteca Digital da Unicamp
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/02/2013 PT
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Propor uma técnica eficiente para controlar o Comprimento de Onda da Dispersão Zero (ZDW - Zero Dispersion Wavelength) de uma Fibra Óptica Microestruturada (MOF - Microstructured Optical Fiber). Esta técnica baseia-se na variação do índice de refração linear e na variação da espessura de um filme fino que cobre as superfícies interiores dos buracos da MOF. Foi utilizado um código potente e preciso baseado na formulação do Método dos Elementos Finitos (FEM - Finite Element Method) totalmente vetorial em conjunto com Camadas Perfeitamente Casadas (PMLs - Perfectly Matched Layers). E demonstrado um deslocamento Maximo do ZDW de 570 nm. Este filme fino pode ser incluído durante ou apos a fabricação da MOF, isso significa que a Dispersão Zero (ZD - Zero Dispersion) da fibra pode ser adaptada conforme a necessidade.; An efficient technique to control the zero-dispersion wavelength (ZDW) of a microstructured optical fiber (MOF) is proposed and numerically demonstrated in this work. This technique is based on the variation of the linear refractive index and the thickness of a thin film covering the microstructured optical fiber holes' inner surfaces. A powerful and accurate code based on a full-vector finite-element method formulation in conjunction with perfectly matched layers was used. A maximum of 570-nm zero-dispersion wavelength displacement is demonstrated. This thin film can be included after the microstructured optical fiber has been fabricated...