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Tipo: Dissertação
Título: Amplificação Raman de pulsos curtos em fibras ópticas com ganho periódico
Título em inglês: Raman amplification of short pulses in optical fibers with periodic gain
Autor(es): Silva Filho, José Miranda da
Orientador: Sombra, Antônio Sérgio Bezerra
Palavras-chave: Teleinformática;Amplificadores;Fourier, Séries de
Data do documento: 2008
Citação: SILVA FILHO, J. M. Amplificação Raman de pulsos curtos em fibras ópticas com ganho periódico. 2008. 104 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008.
Resumo: Amplificadores Óticos amplificam a luz incidente através de emissão estimulada, o mesmo mecanismo que é usado pelos lasers. Com certeza, um amplificador ótico, não é nada mais do que um laser sem realimentação. Seu principal ingrediente é o ganho ótico que é percebido quando o amplificador é sujeito a um bombeio (oticamente ou eletricamente) para conseguir a inversão de população nos subniveis. O ganho ótico, em geral, depende não somente da freqüência (ou comprimento de onda) do sinal incidente, mas também da intensidade do feixe local em qualquer ponto dentro do amplificador. Esse trabalho foi motivado por uma procura contínua do conhecimento e entendimento das características e dos fenômenos envolvidos na amplificação de regime de pulso curto que seriam relevantes como aplicações para processos nos quais tais fenômenos não podem ser negligenciados. Sem perda de generalidade, evitamos sistemas de vários canais, consideramos aqui um único canal com relação a outro, pelo fato de que o ganho e o índice de refração ambos dependem do número de canais envolvidos. Neste trabalho foi simulada inicialmente a amplificação óptica onde o ganho era constante de modo a comparar com um novo modelo proposto aqui, aonde o ganho é periódico. Neste caso modelamos as parcelas de transferência de energia do bombeio e do sinal em funções periódicas de onde foi simulado com diferentes parâmetros das funções periódicas escolhidas. Além do mais, os efeitos de dispersão, automodulação de fase, pulso walkoff, efeito Raman e depleção de pulso foram considerados como fatores importantes para amplificação Raman de pulsos curtos. Com relação à forma dos pulsos de bombeio e a semente Raman para as simulações toma um pulso Gaussiano e um sinal CW fraco respectivamente. O pulso de bombeio transfere energia para o sinal CW ao longo da fibra. Todas as simulações foram realizadas usando um método numérico espectral bem conhecido como Split-Step Fourier Method resolvendo as equações acopladas não lineares de Schrödinger.
Abstract: Optical Amplifiers amplify incident light through stimulated emission, the same mechanism which is used by lasers. Indeed, an optical amplifier, it is not but a laser without feedback. Its main ingredient is optical gain which is realized when the amplifier is under pumping process (optically or electrically) in order to cause population inversion at electronic sublevels. In a long run, the optical gain will not only depend on frequency (wavelength) of incident signal, but it also depends on the local beam intensity of the optical gain that is entailed to the amplifier medium. This thesis was stimulated by the continuous pursue of knowledge and understanding of characteristics and phenomena involved in the Raman amplification process in the regime of short pulses which would be relevant as the appliance for processes in which such phenomena can not be neglected. Without loss of generality, we considered the case of where there is an only one channel to another one by the fact that the gain and the refractive index both depend on the number of channels. In this thesis, it has also been simulated the optical amplification where the gain was constant in order to comparing to the periodic gain presented in this thesis. In addition, the effects of dispersion, self phase modulation, pulse walk-off, Raman effects and pulse depletion were considered as important factors for Raman amplification of short pulses. That was also considered for our simulations a weak CW signal or a Raman seed to be amplified by an intense pump Gaussian pulse. All the simulations were achieved using a well-known spectral numerical method namely Split-Step Fourier Method for solving the coupled Nonlinear Schrödinger Equations.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/16094
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