Modal content characterization in few-mode fibers using spatially and spectrally resolved imaging : Caracterização de conteúdo modal em fibras de poucos modos usando imageamento espacial e espectral

Autor: Alvarenga, Rafael Fernandes, 1994
Přispěvatelé: Gabrielli, Lucas Heitzmann, 1982, Hernández-Figueroa, Hugo Enrique, Barbosa, Felippe Alexandre Silva, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
Popis: Orientador: Lucas Heitzmann Gabrielli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O crescente aumento no uso da Internet e outras tecnologias na área da telecomunicação tem elevado significativamente o tráfego de dados em todo o mundo. Além disso, a pandemia COVID19 é um fato recente que maximizou esse cenário devido à transição para atividades remotas. E portanto, os sistemas de comunicações ópticos atuais, sobretudo as redes ópticas baseadas majoritariamente em fibras monomodos (SMFs), que estão no limite teórico de sua capacidade de transmissão, podem não ser capazes de absorver a demanda prevista. Isso impulsiona o desenvolvimento de sistemas baseados em multiplexação por divisão espacial (SDM), nos quais a fibra óptica de poucos modos (FMF) tem uma importante aplicação. Além disso, o desenvolvimento de dispositivos multimodo que podem ser implementados em aplicações de multiplexação por divisão modal (MDM) é de suma importância para a comunidade científica. Visando recuperar informações referentes aos diferentes modos de propagação da luz nesse tipo de dispositivos, o método de Imageamento Espacial e Espectral (S2) foi aplicado para realizar a caracterização do conteúdo modal da FMF em estudo. Esse método de caracterização baseia-se no princípio de que os modos propagantes viajam com velocidades de grupo diferentes ao longo do comprimento da fibra, logo é possível recuperá-los através do padrão de interferência gerado devido ao atraso de propagação entre os modos. Concluída essa primeira etapa, o método S2 também foi implementado para caracterizar o conteúdo modal na saída da fibra quando era excitada por um acoplador integrado de três modos com o objetivo de validar a operação do dispositivo. Esse acoplador, desenvolvido pelo Grupo de Eletromagnetismo Aplicado e Computacional (GEMAC), foi construído em uma plataforma de silício encapsulado (SOI). Resultados convincentes foram obtidos em as ambas abordagens experimentais. Na literatura são listados diferentes métodos para análise de conteúdo modal. Neste trabalho, optou-se pelo o método S2 sobretudo porque ele não impõe um conhecimento prévio do perfil óptico modal da fibra em estudo e não exige técnicas interferométricas na configuração experimental, simplificando a sua implementação Abstract: The growing increase of Internet users and others technologies related to the telecommunication field have boosted the data traffic around the world. Moreover, the COVID19 pandemic is a recent fact that has maximized this scenario due to the transition to remote activities. Thus, the current optical communications systems, especially the optical networks based mostly on single-mode fibers (SMFs), which are at its theoretical transmission capacity limit, could not be able to absorb the forecasted demand. This drives the development of systems based on Space-Division Multiplexing (SDM), in which the few-mode fiber (FMF) has an important application. Furthermore, the development of multimode devices for implementation in mode-division multiplexing (MDM) applications plays a key role for scientific community. In order to recover different light propagation modes information in this type of devices, we applied the Spatially and Spectrally Resolved Imaging (S2) method to execute the modal content characterization of the FMF under test. This characterization method is based on the principle that the propagating modes travel with different group velocities along the fiber length, thus it is possible to recover them from the interference pattern generated due to the differential group delay (DGD) between the modes. After that, S2 method was also implemented to characterize the modal content at the fiber output when is excited by a tri-modal integrated coupler in order to validate the operation of the device. This coupler, developed by Applied and Computational Electromagnetics Group (GEMAC), was built in a Silicon-On-Insulator (SOI) platform. Robust results were achieved on both experimental approaches by applying the method. In the literature are listed different methods to analyze the modal content. In this work, the S2 method was chosen because it does not impose a prior knowledge of the optical mode profile of the fiber under test (FUT) and do not need interferometric techniques on the experimental setup, which simplifies its implementation Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica CAPES 88887.373524/2019-00
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: