Caracterização de fibras ópticas altamente não lineares

FACULDADE DE E NGENHARIA DA U NIVERSIDADE DO P ORTO

Caracterização de Fibras Ópticas Altamente Não Lineares
Odarley Fernandes Pereira

V ERSÃO P ROVISÓRIA

Dissertação de Projecto realizada no âmbito do Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores Major Telecomunicações Orientadora: Maria Inês Barbosa de Carvalho

14 de Março de 2012

c Odarley Pereira, 2011

Resumo

Neste trabalho pretendeu-se caracterizar as propriedades dispersivas e não lineares de fibras ópticas microestruturadas.

Para este efeito utilizaram-se os softwares Comsol Multiphysics e M ATLAB para fazer uma análise modal das fibras, a qual permite obter a distribuição espacial dos diferentes modos a diferentes comprimentos de onda, e também a respectiva constante de propagação. A partir destes dados é possível determinar o perfil de dispersão e também a dependência do coeficiente não linear na frequência.

Na caracterização das fibras microestruturadas foi dado uma especial atenção à influência da geometria e dos materiais constituintes nas suas propriedades ópticas. Além disso, procurou-se também optimizar estas propriedades, em particular o perfil de dispersão, para aplicações tais como a geração do supercontinuum.

Neste trabalho desenvolveu-se ainda um algoritmo numérico para simular a propagação de ondas ultracurtos (da ordem de femtosegundos). O algoritmo numérico desenvolvido é um método espectral que é conhecido como o método Split-Step Fourier (SSFM), e permite simular a propagação nas fibras estudadas com o auxílio do Comsol.

O algoritmo numérico desenvolvido e o software Comsol Multiphysics constituem uma ferramenta numérica versátil que permite projectar um determinado tipo de fibras microestruturadas e simular a propagação nessa fibra, tendo em atenção as suas caracteristicas não lineares e dispersivas.

Palavras-chaves:

Efeitos não lineares, fibras ópticas microestruturadas, dispersão, não linearidade, SSFM i

ii

Versão 0.99 (25 de Março