Modelagem da propagação não linear em fibras ópticas : sistemas de transmissão de dados e amplificadores paramétricos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rieznik, Andrés Anibal, 1976-
Data de Publicação: 2008
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609325
Resumo: Orientador: Hugo Luis Fragnito
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spelling Modelagem da propagação não linear em fibras ópticas : sistemas de transmissão de dados e amplificadores paramétricosModeling non linear propagation in optical fibers : data transmission systems and optical parametric amplifiersÓtica não-linearFibras óticasAmplificadores paramétricosEquação não-linear de SchrodingerNon-linear opticsOptical fibersParametric amplifiersNon-linear Schrodinger equationOrientador: Hugo Luis FragnitoTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Apresentamos métodos para a otimização das simulações da propagação não linear da luz em fibras ópticas a través do Método de Split-Step Fourier (SSFM). Os dois efeitos considerados na modelagem da propagação são a dispersão e o efeito Kerr instantâneo. Estudamos tanto as equações acopladas considerando os dois modos principais de polarização quanto as equações escalares, estas últimas aplicáveis em situações em que o campo pode ser considerado um escalar, como em fibras isotrópicas com todos os campos linearmente polarizados e paralelos. Mostramos que o método que propomos para resolver as equações escalares é ordens de grandeza mais rápido do que outros métodos apresentados recentemente na literatura científica na modelagem de sistemas de transmissão de dados. No caso das equações acopladas, mostramos que o método proposto fornece resultados acurados na modelagem de amplificadores paramétricos e o utilizamos para validar um modelo analítico de seis ondas que nós mesmos desenvolvemos. Também utilizamos o método proposto para as equações acopladas para estudar o impacto das variações aleatórias da birrefringência sobre o ganho de amplificadores paramétricos, mostrando a importância da modelagem realista destas flutuações. Todos os códigos desenvolvidos são disponibilizados e distribuídos sob uma licença do tipo de software livre através de um portal criado na internet especialmente para esse fimAbstract: We introduce optimized models and algorithms for the simulation of non linear propagation in optical fibers using the split-step Fourier Method (SSFM). Dispersion and the Kerr effect are the two main effects considered in the simulations. We study the coupled equations, considering both polarization modes, as well as the scalar equation, which can be applied when the scalar approximation holds, as in isotropic fibers with all fields linearly polarized and parallels. We show that the method that we propose to solve the scalar equation is orders of magnitude faster than other methods recently introduced in the scientific literature for modeling transmission systems. In the coupled-equations case, we show that the proposed method gives accurate results for the modeling of parametric amplifiers, and use it to validate an analytical six-wave model that we developed. We also use the method for the coupled-equations to study the effects of randomly varying birefringence on parametric amplifiers gain, showing the importance of the accurate modeling of these fluctuations. All the codes developed in this thesis are available for download and distributed under a creative commons license in an internet site created specifically for this purposeDoutoradoÓticaDoutor em Ciências[s.n.]Fragnito, Hugo Luis, 1950-Gomes, Anderson Stevens LeonidasBarros, Miriam Regina Xavier deCruz, Flávio Caldas daFrateschi, Newton CesárioUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Física Gleb WataghinPrograma de Pós-Graduação em FísicaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASRieznik, Andrés Anibal, 1976-2008info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf[113] f. : il.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609325RIEZNIK, Andrés Anibal. Modelagem da propagação não linear em fibras ópticas: sistemas de transmissão de dados e amplificadores paramétricos. 2008. [113] f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1609325. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/442227porreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2019-06-27T10:27:13Zoai::442227Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2019-06-27T10:27:13Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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