Dissertations / Theses: 'Sistemas ópticos'

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Filho, Rivail Vilas Boas dos Santos. "Análise de sistemas CDMA ópticos." Universidade de São Paulo, 2006. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-06102006-104349/.

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Abstract:

A evolução das redes ópticas para atender o crescimento da demanda por largura de banda tem estimulado a busca por uma maior eficiência na utilização da largura de faixa disponível. O sucesso da implementação prática da técnica de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) em sistemas de comunicações móveis também despertou o interesse por aplicações em redes ópticas (OCDMA). Atributos únicos tais como capacidade flexível sob demanda, segurança na comunicação e alta escalabilidade, incentivaram significativamente as pesquisas. Neste contexto, este trabalho apresenta, primeiramente, uma revisão de várias configurações OCDMA propostas na literatura para qualificar e quantificar códigos válidos, com ênfase nas propriedades de correlação. Em seguida, realiza uma modelagem de sistema óptico abrangendo os subsistemas principais de geração, transmissão e recepção de sinal. O impacto das degradações, referentes à fibra óptica e aos diversos dispositivos que constituem o sistema, é então avaliado e sua influência sobre o desempenho de algumas configurações de codificação é investigado. O conhecimento da forma e das condições de manifestação destas degradações poderá servir de base ao processamento de sinal óptico à luz dos esquemas de codificação. Uma discussão sobre qualidade de serviço (QoS) e sobre flexibilização da aplicação OCDMA em sistemas de comunicação óptica também são também abordadas.
The evolution of optical networks verified in the last few years has been characterized by the search for better bandwidth utilization efficiency. The successful implementation of practical code division for multiple access techniques (CDMA) in mobile communications systems has stimulated new investigations on this topic, particularly in the optical domain (optical CDMA). This is justified due to some remarkable attributes of this technology, such flexibility in code design, capacity on demand, safety, and high scalability. In this context, this dissertation presents, initially, a comprehensive review of several code configurations for OCDMA proposed in the literature, with emphasis particularly on the correlation and users availability properties. Next, it describes the modeling of an optical system consisting of the following three subsystems: generation, transmission, and signal detection. The penalties imposed to the optical codes by the propagating medium, as well as by the devices employed in the system, are accounted for and their influence on the performance of some coding configurations is investigated. The knowledge of how and when these penalties will affect the system is crucial in optical signal processing based on codification schemes. Finally, this work also addresses some aspects related to quality of service (QoS) and flexibility of the OCDMA technology in optical communications systems.

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Madaleno, João Paulo Nunes de Castro. "Transporte de informação directamente sobre sistemas de comunicação ópticos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2007. http://hdl.handle.net/10773/1865.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Electrónica
Num futuro próximo, a informação transmitida entre vários utilizadores, seja áudio, vídeo ou dados, poderá ser transportada directamente sobre redes ópticas. Neste sentido, têm sido estudadas e analisadas várias tecnologias emergentes de redes ópticas, que culminaram com o aparecimento de soluções que permitem a integração de redes IP (Internet Protocol) sobre redes ópticas. Tendo em vista este cenário, o objectivo deste trabalho foi o estudo dos mecanismos de transporte de informação sobre sistemas de comunicação ópticos. Foi dada especial relevância a tecnologias ópticas multicanal utilizadas actualmente, o Wavelength Division Multiplexing (WDM) e o Multiprotocol Label Switching (MPLS). Uma vez que uma das formas usuais de avaliar o impacto da camada física nos sistemas de comunicação é através das taxa de erro binários, foi efectuada a caracterização da camada física em termos de taxas de erros binários e da probabilidade de erros na transmissão de pacotes de informação. Este estudo englobou várias fases, nomeadamente a caracterização do meio de transmissão, a fibra (através da taxa de erros binários e do factor Q), e a análise do impacto dos erros binários nas camadas de ligação de dados, de rede e de transporte, traduzida na probabilidade de erros em sequências de bits. Foi também abordado o impacto dos esquemas de detecção e/ou de correcção de erros utilizados nas várias camadas protocolares. Finalmente, foi analisado e caracterizado o comportamento da rede em função das características físicas do canal de transmissão.
In a near future, information (audio, video and data) may be transmitted between several users directly over optical networks. Several emerging technologies on optical networks, which allow the IP (Internet Protocol) integration in the optical domain, have already been widely studied and analyzed. Keeping in mind this scenario, the goal of this work was the study of the information transport mechanisms over optical communication systems. Special attention was given to technologies currently used, the Wavelength Division Multiplexing (WDM) and the Multiprotocol Label Switching (MPLS). The Bit Error Rate (BER) is used as a measure of the negative effects of all physical impairments on the fibre, being usually a comprehensive criterion for the evaluation of the signal transmission quality. This way, the physical layer characterization was made in terms of BER and/or packet error rate (PER). This study concerned several stages: the fibre characterization in terms of BER and Q-factor, the study of the impact of the binary errors in the network behaviour, and the study and analysis of the error detection and correction schemes used in the several layers. Finally, the network behaviour was analysed and characterized as a function of the channel physical characteristics and constraints.

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José, Albanez Bastos Filho Carmelo. "Amplificadores ópticos para sistemas de comunicação multicanais de alta capacidade." Universidade Federal de Pernambuco, 2003. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5576.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7015_1.pdf: 1468897 bytes, checksum: 59ac71f866f8c192b42bc20f5122f2d7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2003
Com a crescente demanda por tráfego de dados tornou-se necessário expandir a capacidade dos sistemas de comunicações ópticas. Isto pode ser obtido aumentando a quantidade de canais transmitidos, através da multiplexação de comprimentos de onda. Devido à melhora dos processos de fabricação das fibras ópticas, atualmente é possível a utilização de todo o espectro de baixas perdas da sílica (1460nm 1625nm), abrangendo várias bandas de transmissão. Para compensar as perdas nestas bandas de transmissão são necessários amplificadores ópticos. Entre eles podemos citar: amplificadores Raman, amplificadores Paramétricos, amplificadores de semicondutor e amplificadores a fibra dopada com terras raras. No caso da banda S (1460nm 1530nm) o mais promissor é o Amplificador de Fibra Dopada com Túlio (TDFA), foco desta dissertação de mestrado. Com o bombeamento mais utilizado para TDFA, em 1050nm, construímos amplificadores com diferentes fibras tipo ZBLAN dopadas com Túlio e obtivemos ganhos da ordem de 27dB e figuras de ruído menores que 5dB, reproduzindo resultados semelhantes aos relatados na literatura. Adicionamos ao laser de bombeamento principal outro bombeamento (1550nm) que otimiza a absorção de estado fundamental, mostrando o aumento da eficiência do sistema. Também utilizamos a técnica de Reflectometria Óptica Coerente no Domínio da Freqüência (COFDR), onde analisamos pela primeira vez a dinâmica de amplificação dentro da fibra dopada quando esta é bombeada por dois comprimentos de onda simultaneamente. Com esta técnica podemos otimizar o comprimento da fibra dopada

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Lourenço, Carlos Júlio Ferreira. "Análise de sistemas ópticos coerentes FSK e estudo de receptores ópticos de elevado desempenho." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 1996. http://hdl.handle.net/10773/17552.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações
O objectivo principal deste trabalho consistiu no projecto de um sistema de transmissão coerente de banda larga por fibra óptica, assim como na implementação de um protótipo para o respectivo receptor óptico. Estes sistemas coerentes possuem significativas diferenças relativamente aos sistemas ópticos tradicionais de detecçáo directa. Por esse motivo o nome do projecto no qual parte deste trabalho se enquadrou é conhecido por Coerente, sendo de cariz inteiramente nacional e apoiado pela Junta Nacional de Investigação Científica ao abrigo do Programa Mobilizador da Ciência e Tecnologia, tendo a participação da Universidade de Aveiro, da Marconi e da Universidade de Coimbra. É importante referir que, anteriormente a este Projecto, o grau de conhecimento e experimentação nacional neste tipo de sistemas carecia de algum aprofundamento, donde por inerência um dos objectivos consistiu na formação avançada de recursos humanos com a preparação adequada à concepção e implementação de uma estrutura de telecomunicações de banda larga incorporando tecnologia competitiva e possibilitando o desenvolvimento e disseminação em Portugal dos conhecimentos nesta área da engenharia. Os conhecimentos entretanto adquiridos permitirão também viabilizar no futuro a participação portuguesa em projectos internacionais nesta área de acelerado desenvolvimento tecnológico. Este trabalho contribui com um estudo a nível de sistema e com o projecto cuidadoso do receptor óptico, designado vulgarmente por Ifront-end' óptico, o qual apresenta a novidade de ser simultaneamente balanceado e sintonizado. Assim a contribuição desta tese consiste sobretudo no projecto e arquitectura do sistema, seu dimensionamento global em termos dos parâmetros técnicos e operacionais, assim como também no projecto e implementação do Ifront-end' óptico. Este será aqui apresentado com grande detalhe pois é um bloco de primordial importância para se conseguir alcançar um sistema com elevado desempenho, sendo particularmente crítico num sistema coerente. O projecto do Ifront-end' reveste-se de particular dificuldade pelas suas características. nomeadamente por oferecer uma considerável largura de banda e simultanemanete garantir a minimização do ruído e a maximização do ganho de transimpedância. O facto da tecnologia para os sistemas coerentes ser relativamente

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Fugihara, Meire C. "Sistemas de transmissão ópticos com amplificação de Raman." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2009. http://hdl.handle.net/10773/2229.

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Abstract:

Doutoramento em Engenharia Electrónica
O presente trabalho tem como objectivo analisar a amplificação de Raman no contexto dos sistemas de comunicação ópticos. Para tal, inicialmente é feita uma análise das diferentes formas do espalhamento da luz em fibras ópticas, nomeadamente espalhamento de Rayleigh, espalhamento de Brillouin e espalhamento de Raman. No âmbito deste trabalho são feitas medições destes três tipos de espalhamento. A modelação do coeficiente de atenuação para diferentes fibras ópticas é realizada. O espalhamento de Brillouin e o espalhamento de Raman são observados em fibras ópticas. Posteriormente é apresentado um modelo para o amplificador de Raman a funcionar no modo estacionário. Este modelo é descrito através de um sistema de equações diferenciais acopladas cuja resolução numérica é efectuada pelo método da análise em potências médias. Os valores para o coeficiente do ganho de Raman são obtidos experimentalmente e é encontrada uma função analítica para os descrever. Este modelo é validado experimentalmente para três configurações do amplificador de Raman: co - propagante, contra - propagante e bidireccional, e para sistemas com um ou múltiplos lasers de bombeamento. Um modelo para descrever o ruído gerado pela emissão espontânea amplificada é apresentado. Este modelo descreve o ruído não-branco. O dimensionamento de um amplificador de Raman para sistemas CWDM para três canais é efectuado usando o modelo previamente desenvolvido. No desenvolvimento deste protótipo as potências e os comprimentos de onda dos lasers de bombeamento foram optimizados para a obtenção da curva do ganho necessária para o sistema proposto. O ganho obtido apresenta uma diferença máxima igual a 1 dB relativamente ao valor especificado para a janela espectral utilizada (60 nm). Experiências foram realizadas para validar o protótipo desenvolvido. O efeito transitório no amplificador de Raman é observado devido à adição e remoção de canais no sistema de transmissão. Um modelo para representar o comportamento do efeito transitório, utilizando o modelo para o regime estacionário com a inclusão da dependência temporal no sistema de equações de propagação, é apresentado. Este modelo é validado experimentalmente.
The aim of this work is to analyze the Raman amplification in the context of optical communication systems. For this purpose, it is initially performed an analysis of the different types of the light scattering in optical fiber namely Rayleigh, Brillouin and Raman scattering. In this work, measurements of these three scattering processes are made. The modeling of the attenuation coefficient for different optical fibers is realized. The Brillouin scattering and the Raman scattering are observed in optical fibers. Subsequently, it is presented a model for the Raman amplifier operating at steady-state mode. This model is described using a system of coupled differential equations, and it is numerically solved by the average power analysis method. The values for the Raman gain coefficient are obtained experimentally and it is found an analytic function to describe them. This model is validated experimentally for three configurations of the Raman amplifier: forward, backward and bidirectional, and for systems using one or multiple pumps. A model to describe the noise generated by amplified spontaneous emission is presented. This model describes the non-white noise. The dimensioning of a Raman amplifier for CWDM systems for three channels is realized using the previously validated model. For the development of the prototype, the powers and the wavelengths of the pump lasers were optimized to obtain the required gain curve for the system. The obtained gain presents a maximum difference of 1 dB relatively to the specified value for the used spectral window (60 nm). Experiments were realized to validate the developed prototype. The transient effect using the Raman amplifier is observed due to the add and drop of channels in the transmission system. A model to describe the behavior of the transient effect, obtained by including a time dependent term in the system of propagation equations used for the steady-state regime, is presented. This model is validated experimentally.

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Certório, Carlos Henrique da Silva. "Simulador MATLAB para Sistemas Ópticos WDM Amplificados." Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2009. http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7510.

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Abstract:

This work presents a MATLAB simulator for amplified optical WDM systems. The simulator is based on the numeric solution of coupled nonlinear Schrödinger equations via the Split-Step Fourier Method. This simulator allows the user to study pulse propagation in optical fibers considering chromatic dispersion, nonlinear effects self-phase modulation and cross-phase modulation and fiber loss, foreseeing the use of Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) too. By means of numerical simulations, the optimization of the location of an EDFA in repeaterless transmission system was explored, aiming at improving the implementation of optical communication systems by decreasing the transmitter power or the receiver sensitivity requirements. Also, this technique can lead to improved system capacity by increasing fiber either the link length or the bit rate. The results obtained with the simulator agree very well with experimental results presented in the literature, confirming the validity of the technique, as well as the versatility and robustness of the simulator.
Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.

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Cantillano, Carreño Camilo Gonzalo. "Transporte y localización en sistemas ópticos discretos." Tesis, Universidad de Chile, 2017. http://repositorio.uchile.cl/handle/2250/150930.

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Abstract:

Magister en Ciencias con mención en Física
En esta tesis se investigan de manera te orica, num erica y experimental, diversos sistemas opticos discretos utilizando el modelo Tight-Binding. En particular, se analizan las principales propiedades de la red fot onica de Lieb y la cinta tipo Grafeno, que poseen banda plana, y cuyos estados localizados se observan mediante un montaje basado en moduladores espaciales de luz. Por otro lado, se genera experimentalmente la condici on inicial optima para excitar dipolos, cuyas propiedades se estudian compar andolas con las del modo fundamental. Posteriormente, al mezclar redes con banda plana y dipolos surge una nueva fenomenolog a, donde se muestra la observaci on de anillos dipolares. Se analiza tambi en la cinta de Grafeno consider andola como un sistema no lineal, calculando sus soluciones y buscando movilidad. Finalmente, se discute de manera te orica el origen de los estados de banda plana y se presenta un m etodo para hallarlos.
In this thesis, several optical discrete systems are investigated theoretically, numerically and experimentally by means of the Tight-Binding model. In particular, the main features of Lieb photonic lattices and Graphene ribbons are analized, and the localized states belonging to their at bands are observed in a SLMs-based setup. On the other hand, the optimum initial condition to excite dipoles is generated experimentally, and the properties of these states are studied and compared to the ones of the fundamental modes. Next, by mixing at band lattices and dipoles, new phenomena arise, and the observation of a dipolar ring-like mode is demonstrated. The Graphene-like ribbon is studied as a nonlinear system as well, where its solutions are computed in the pursuit of mobility. Finally, the origin of at-band states is theoretically discussed and a procedure to nd them is presented.
nanciamiento entregado por el Nucleo Milenio de Óptica Avanzada RC-130001 y la Beca de Pedagogía de Laboratorio otorgada por el Departamento de Fisica de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile.

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Dionísio, Rogério Pais. "Redes de Bragg para codificadores e descodificadores ópticos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2004. http://hdl.handle.net/10773/10713.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
O presente trabalho tem como objectivo principal estudar, modelar e simular redes de Bragg, e utilizá-las como elementos sintonizáveis em sistemas de codificação e descodificação ópticos. Para tal, realiza-se inicialmente um estudo abreviado da Teoria dos Modos Acoplados, que suporta toda a análise teórica das redes de Bragg. Em seguida, procede-se à implementação e simulação de métodos numéricos, para o cálculo da resposta espectral das redes de Bragg, e averigua-se qual o método com o melhor compromisso entre a precisão e tempo necessário de simulação. Neste âmbito, desenvolve-se um simulador para calcular a reflectividade, o atraso de grupo e a dispersão, em função dos parâmetros físicos da rede. Aborda-se depois a sintonia das redes de fibra por tensão mecânica, projectando e implementando um sistema de sintonia motorizado.
The objective of thus thesis is the study, modeling and simulation of fiber Bragg grating, and their posterior testing in tuning systems for optical encoders and decoders. To achieve such goal, first we present a brief study of the Coupled Mode Theory, which supports the following theoretical analysis of Bragg gratings. Then, we proceed with the implementation and simulation of numerical methods for the calculation of the spectral response of the fiber grating, followed by the analysis of which method as the best commitment between precision and time spend for simulations. In this context, we have developed a simulator for spectral analysis, which include reflectivity, time delay and dispersion calculations, based on the physical parameters of the grating. We have also implemented an electronic system for turning optical filters, where the spectral response of fiber Bragg gratings were tested under strain and compression.

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Lima, Mário José Neves de. "Optimização de sistemas de comunicação baseados na tecnologia WDM." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2003. http://hdl.handle.net/10773/2201.

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Abstract:

O presente trabalho tem por objectivo a optimização de sistemas de comunicação ópticos multicanal de alta densidade, tendo em especial atenção os filtros ópticos utilizados na separação e tratamento dos canais, e os dispositivos de adição/subtracção de canais. Para tal, caracterizam-se primeiramente as funções de transferência de diferentes filtros ópticos, nomeadamente de filtros Fabry-Pérot simples e de três espelhos, filtros de matriz de guias de onda e redes de Bragg, tendo em consideração as limitações relacionadas com a sua implementação prática. Em seguida, procede-se à optimização do produto capacidade de transmissão × distância, recorrendo ao método de transmissão suportada pela dispersão, conjugada com códigos de reduzida ocupação espectral (duobinário e quaternário) e filtros ópticos optimizados para aumentar a eficiência espectral dos sistemas multicanal. A optimização de filtros ópticos para conseguir uma elevada eficiência espectral e simultaneamente compensar a dispersão é um dos principais conceitos deste trabalho. Essa optimização é aplicada a filtros ópticos que efectuam a filtragem de um único canal ou de vários canais simultaneamente, em sistemas multicanal. Procede-se ainda à optimização da estrutura de adição/subtracção de um canal, e analisa-se o seu desempenho, na perspectiva das redes ópticas multicanal. Aborda-se também a sintonia de filtros ópticos, e estudam-se os efeitos do seu desalinhamento indesejável na frequência, conjugado com alterações na sua função de transferência (espectro e fase), considerando cascatas de diferentes tipos de filtros ópticos. Neste âmbito, desenvolvem-se modelos estatísticos teóricos para prever as tolerâncias aceitáveis dessas variações.
The objective of this thesis is the optimisation of high density multichannel optical communication systems, with emphasis on the optical filters used to extract and process the channels, as well as on the devices that perform channel add/drop functionalities. To achieve such goal, first we characterise the transfer functions of different optical filters, namely the Fabry-Pérot cavity, the three mirror Fabry-Pérot, the arrayed waveguide grating and the fibre Bragg grating, considering the limitations related to their practical implementation. We proceed with the transmission capacity × distance product optimisation, by using the dispersion supported transmission method, together with compressed bandwidth data formats (duobinary and quaternary) and optimised optical filters to increase the multichannel system spectral efficiency. The optical filter optimisation to achieve high spectral efficiency and simultaneous compensation of the transmission fibre dispersion is one of the main concepts of this work. This optimisation is also extended to optical filters capable of filtering several channels simultaneously. We have also optimised an add/drop structure, and analysed its performance, when included in a multichannel optical network. We have also studied tuneable optical filters, and the effects of their undesirable misalignment, together with the inherent changes in the transfer function (spectrum and phase), considering cascades of different types of optical filters. In this context, we have developed statistical models to predict the acceptable tolerances of such variations.

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Honel, Jorge. "Métodos geométricos para a avaliação de sistemas ópticos centrados." Universidade de São Paulo, 1991. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54132/tde-28052009-094815/.

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Abstract:

Três métodos geométricos de traçado de raios são desenvolvidos e aplicados num programa de avaliação de sistema ópticos para microcomputadores padrão IBM-PC. O primeiro método corresponde ao traçado paraxial construído a partir do Invariante de Abbe; o segundo método corresponde ao traçado meridional proposto por Rudolf Kingslake; e o terceiro método corresponde ao traçado espacial proposto por Hainz Haferkorn e Volker Tautz. Dentro do programa estão incluídas algumas das representações das aberrações ópticas que caracterizam um sistema óptico centrado.
Three methods of ray tracing are development for use on IBM PC/XT personal computer. The first method is a paraxial ray tracing derived from the invariant Abbe; the second is a meridional ray tracing proposed by Rudolf Kingslake; and the third is a skew ray tracing proposed by Heinz Haferkorn and Volker Tautz . Based on these three methods some optical aberrations are employed to exemplify an optical centered system.

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Pinto, Armando Nolasco. "Análise e optimização de sistemas de comunicação ópticos baseados em solitões." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 1999. http://hdl.handle.net/10773/4262.

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Abstract:

Nesta tese são abordados diversos tópicos relativos à implementação, análise e optimização de sistemas de comunicação ópticos baseados em solitões. São analisados os aspectos mais relevantes da teoria dos solitões para a sua utilização em sistemas de comunicação ópticos, colocando ênfase na análise da dinâmica dos solitões em sistemas com amplificação concentrada. O problema da geração de impulsos do tipo solitão é tratado ao nível teórico e experimental. São apresentados diversos resultados laboratoriais, relativos à implementação de um emissor de solitões, capaz de gerar impulsos susceptíveis de serem usados em sistemas a operarem até aos 10 Gbit/s. É feita uma análise rigorosa do tempo de chegada em sistemas baseados em solitões. São observados desvios em relação ao modelo de Gordon-Haus, para a distribuição do jitter temporal, em sistemas a operarem a elevados ritmos de transmissão. Desenvolve-se um novo modelo capaz de caracterizar estatisticamente o jitter temporal, tendo em consideração a interacção entre solitões, numa sequência aleatória de impulsos, e o ruído de emissão espontânea, adicionado ao sinal em cada andar de amplificação óptica. Verifica-se uma boa concordância, entre os resultados previsto pelo novo modelo e os resultados da simulação numérica, quando aplicado a sistemas práticos. Apresenta-se um modelo analítico capaz de descrever o processamento efectuado pelo receptor óptico pré-amplificado, na detecção de impulsos do tipo solitão, e analisa-se em detalhe o efeito do ruído, do jitter e da interferência entre símbolos no desempenho do receptor. É dedicada particular atenção à análise da degradação do desempenho devido à distribuição não gaussiana do jitter, usando-se para tal, o novo modelo para o jitter previamente derivado. É derivado o desempenho do receptor óptimo, para sistemas baseados em solitões, e é feita uma análise comparativa dos desempenhos conseguidos com alguns receptores práticos. Mostra-se ainda como é possível obter ganhos consideráveis optimizando o processo da detecção em sistemas práticos.
This thesis deals with several topics related to the set up, analysis and optimisation of optical communication systems based on solitons. The analysis focuses on the most relevant aspects of the theory of solitons in connection to the implementation of optical communication systems, emphasising the dynamics of solitons in lumped amplifiers systems. The question on generating optical solitons is treated both theoretically and experimentally. Several laboratory results are presented, gathered from a source of solitons, capable of generating solitons suitable for systems operating at transmission rates up to 10 Gbit/s. An accurate timing jitter analysis is carried out for solitons based systems and deviations from the Gordon-Haus jitter model are observed for high data rate systems. A new analytical model for the timing jitter is proposed. The model presented comprises the interactions, in a random sequence of solitons, and the effect of the amplified spontaneous emission noise, added at each amplification stage. The agreement between the expected results, from the new analytical model, and the results from the numerical simulation, of practical communication systems, is good. We also present an analytical model capable of describing the signal processing in optically pre-amplified receivers, when applied to the detection of solitons. A detailed analysis was performed on the effects of the noise, inter symbol interference and timing jitter on the receiver performance. Special emphasis is given to the degradation due to non-gaussian timing jitter, by using the new timing jitter model previously derived. The optimum receiver performance, for soliton systems, is derived. This result is compared with the one obtained by practical soliton receivers. Additionally it is demonstrated that is possible to obtain considerable gains by optimising the detection process in practical communication systems.

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Sequeira, Filipa da Rosa Carvalhal. "Redes de difracção em filmes fotopolimerizáveis para comunicações ópticas." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/2616.

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Abstract:

Mestrado em Física Aplicada
O presente trabalho de dissertação tem por objectivo o estudo e desenvolvimento de elementos ópticos difractivos, de baixo custo, que possam ser utilizados como multiplexadores/desmultiplexadores em sistemas de comunicações ópticos. Os elementos ópticos difractivos desenvolvidos foram gravados através de processos interferométricos, utilizando um adesivo óptico fotopolimerizável como suporte de registo. Inicialmente, foi estudado o processo de deposição deste adesivo em substratos de vidro, através da técnica de deposição por rotação do substrato, de modo a obter filmes uniformes e de espessura controlada. Os filmes foram posteriormente curados numa câmara de radiação ultravioleta. Após o processo de cura, foram caracterizados através de medidas de perfilometria e da técnica de acoplamento por prisma, de modo a determinar a sua espessura e índice de refracção. Seguidamente, foram registadas redes de difracção através da exposição dos filmes a um padrão de interferência de radiação ultravioleta. As redes de difracção produzidas foram analisadas recorrendo a microscopia de força atómica, de forma a caracterizar a estrutura física da rede. Na caracterização dos sinais difractados foram obtidas eficiências de difracção até 3,9 %. Por fim, foi demonstrada a utilização destas redes de difracção de baixo custo para desmultiplexagem de um sinal óptico. ABSTRACT: This work aims the study and development of low cost optical diffractive elements that can act as optical multiplexers/demultiplexers, in optical communication systems. The optical diffractive elements were recorded through interferometric procedures, using a photopolymerizable optical adhesive as recording media. Initially, it was studied the deposition method of this adhesive on glass substrates, in order to obtain uniform and with controlled thickness films. These films were subsequently cured using an ultraviolet chamber. After the cure process, they were characterized through profilometry and prism coupling technique, in order to determine its thickness and refractive index. Diffraction gratings were recorded by the exposure of the films to an ultraviolet interference pattern. The produced transmission gratings were analyzed through atomic force microscopy, in order to characterize the physical structure of the grating. The diffraction characterization gave diffraction efficiencies up to 3.9 %. Finally, it was demonstrated the use of these low cost gratings to demultiplex an optical signal.

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Costa, Marcos Rodrigues. "Medição de tensões e correntes - classe 15 Kv - por sistemas eletro-ópticos e magneto-ópticos." Universidade de São Paulo, 1996. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18133/tde-25012018-111911/.

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Abstract:

Neste trabalho mostrou-se a viabilidade técnica da construção de um sistema totalmente novo para medir altas tensões e correntes em linhas classe 15 kV, cuja filosofia fundamenta-se no acoplamento de dois sistemas de medidas, um convencional e outro eletro-óptico. O sistema convencional consiste em divisores de tensão e anéis captores e o eletro-óptico, em LEDs, resistores, fibras ópticas e receptores. Este sistema foi totalmente testado em laboratório e apresenta como principais características baixo custo, facilidade de instalação e versatilidade. Também neste trabalho foram desenvolvidos dois programas computacionais para a aquisição de dados através de placas GPIB e A/D. Estes programas também permitem processar os dados, fornecendo relatórios sobre tensões, correntes, potências e ângulo de potência.
In this work, the technical feasibility of the development of a novel system measuring of high voltages and currents in 15 kV distribution lines was presented. The system is basically the combination of two other systems, one conventional and other electro-optical. The conventional subsystem is based on voltage dividers and magnetic rings while the electro-optical subsystem uses LEDs, resistors, optical-fibers and photodetectors. The system was completely tested in laboratory and its main characteristics are low price, easy of installation and flexibility. Two softwares for data acquisition by GPIB and A/D boards were also developed. They can provide reports on voltages, currents, power and phase-power.

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Elias, Mauro Biscaro. "Sistemas de sensores ópticos baseados em fibra óptica de perfil-W dopada com Érbio." [s.n.], 2012. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/264962.

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Abstract:

Orientadores: Carlos Kenichi Suzuki, João Batista Rosolem
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Made available in DSpace on 2018-08-21T04:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elias_MauroBiscaro_D.pdf: 8521258 bytes, checksum: 71367ffa68b5edac21fdf81e63c3a7b1 (MD5) Previous issue date: 2012
Resumo: Fibras ópticas de casca rebaixada (também conhecidas como fibras ópticas de dupla-casca ou fibras ópticas de perfil-"W") com cortes do modo fundamental proporcionam perdas distribuídas altas em comprimentos de onda longos e perdas baixas em comprimentos de onda curtos. A grandeza da brusca transição entre a perda baixa em comprimentos de onda curtos e a perda alta em comprimentos de onda longos excede 200 dB/km e é extremamente sensível à curvatura aplicada na fibra. O fenômeno é atribuído ao acoplamento modal entre o modo guiado no núcleo e os modos discretos guiados na casca externa. A fibra óptica ativa de casca rebaixada Er: Al/Ge/SiO2 (DC-EDF) pode ser projetada para ter um corte do modo fundamental próximo de 1530 nm o que proporciona supressão distribuída da emissão espontânea amplificada (ASE) na banda-C em proveito da ASE na banda-S. Este fenômeno, associado a um outro, o de perda induzida por curvatura, proporciona um modelo alternativo para obter amplificação óptica na banda-S, exigida para expandir a capacidade de sistemas de multiplexação por divisão de comprimentos de onda (WDM). Um laser à fibra óptica, configurado na forma de anel, de fibra óptica de casca rebaixada dopada com érbio, que pode ser sintonizado através de perdas induzidas por curvatura na fibra óptica, ou pelo uso de um filtro óptico sintonizável, também pode ser projetado. Devido às características de amplificação e "lasing" desenvolvidas para aplicação na banda-S, baseadas em propriedades únicas, a fibra DC-EDF foi base dos sistemas de sensores desenvolvidos neste trabalho. De fato, os sistemas de sensores propostos mostraram alta sensibilidade, larga faixa dinâmica, e ampla largura de banda, e podem ser usados para monitorar parâmetros estáticos, tais como força, pressão, deslocamentos e parâmetros dinâmicos usados em acústica e vibrações. Dois tipos de sistemas de sensores, com diferentes modelos, foram estudados: um sensor-amplificador e um sensor-laser. Os desempenhos desses sistemas de sensores na banda-S (1490 e 1510 nm) foram estudados e analisados nas condições estática e dinâmica
Abstract: Depressed-cladding (often referred to as dual-clad or "W"- fiber) fibers with fundamental-mode cutoffs provide high distributed losses at long wavelengths and low losses at short wavelengths. The magnitude of the abrupt transition between low-loss at short wavelengths and high-loss at long wavelengths exceeds 200 dB/km and is found to be extremely sensitive to fiber curvature. The phenomenon is attributed to mode coupling between the core-guided mode and the discrete modes guided in the outer cladding. The active depressed-cladding Er: Al/Ge/SiO2 fiber (DC ? EDF) may be designed to have a fundamental mode cutoff near 1530 nm and provides distributed suppression of C-band amplified spontaneous emission (ASE) to the advantage of that in the S-band. This phenomenon, associated with the mechanism of induced bending loss, provides an alternative approach to obtain amplification in S-band, required to expand the capacity of wavelength-division multiplexing (WDM) systems. A S-band depressed-cladding erbium-doped fiber ring laser which can be tuned through the active fiber bending losses or by using an optical tunable filter, can be designed as well. Due to the amplification and lasing characteristics developed for S-band, based on unique properties, the DC - EDF was the basis of the optical sensing systems developed in this work. In fact, the sensing systems proposed showed high sensitivity, high dynamic range and wide bandwidth, and can be used to monitor static parameters, such as force, pressure, displacement and dynamic parameters used in acoustics and vibrations. Two types of sensing systems, with different approaches, have been studied: an amplifier-sensor and a laser-sensor. The performances of these sensing systems in S-band (1490 and 1510 nm) were studied and analyzed in static and dynamic conditions
Doutorado
Materiais e Processos de Fabricação
Doutor em Engenharia Mecânica

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Tsutae, Fernando Massayuki. "Processos ópticos e interação entre nanopartículas e sistemas moleculares." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-19042011-084539/.

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Abstract:

A transferência de carga entre adsorbatos moleculares doadores e nanopartículas (NPs) semicondutoras aceitadoras têm encontrado extensivas aplicações recentes em células fotovoltaicas e de combustíveis, em fotocatálise e em eletrônica molecular. Além disso, NPs têm sido usadas como suporte para reagentes moleculares, fotosintetizadores e fármacos para variados fins. A eficiência destes dispositivos moleculares depende do estudo detalhado da dinâmica de transferência de carga na interface entre uma NP e moléculas adsorvidas e, em particular, da transferência lateral de energia entre moléculas adsorvidas. Além disso, é necessário otimizar de um lado a atração Coulombiana entre doadores oxidados e aceitadores reduzidos e por outro lado as reações de ancoramento de modo que elas não fiquem limitadas ao encontro estocástico e difuso em solução. Em especial, tem-se observado uma crescente demanda por dispositivos fotovoltaicos híbridos construídos a partir de NPs de dióxido de titânio (TiO2). Estudos de estabilidade à longo prazo e modificações na interface de tais dispositivos são essenciais para se obter uma melhor eficiência. Também já é bem conhecida na literatura o uso de NPs de TiO2 como uma alternativa na degradação de corantes e tratamento de efluentes. Outra classe de estudos igualmente importante consiste na aplicação de porfirinas e seus derivados na geração de oxigênio singleto e no tratamento de câncer. Portanto, é de grande interesse o estudo de sistemas baseados nas propriedades das porfirinas e TiO2. O presente trabalho de mestrado teve como objetivo o estudo por técnicas espectroscópicas a) da adsorção de moléculas de porfirina emissora de luz na superfície de NPs semicondutoras de TiO2, b) dos processos ópticos envolvidos na transferência de carga e de energia na interface entre NP aceitadora e as porfirinas doadoras adsorvidas e do efeito da NP na fotoestabilidade e fotodegradação da porfirina. Em nosso estudo, escolhemos uma porfirina (Photogem® ou PG) como padrão de sistema molecular, pois apresenta bandas de absorção e emissão bem definidos. Foram utilizadas séries distintas de NPs de TiO2 com diferentes razões de área superficial por volume e porcentagens das fases predominantes rutilo e anatase preparadas sob diversas condições pelo método dos precursores poliméricos. Desenvolvemos um método que consiste na centrifugação das NPs juntamente com as moléculas adsorvidas e posterior analise óptica da solução sobrenadante para estudar a adsorção das porfirinas na superfície do TiO2. Observamos que NPs de TiO2 com predominância da fase anatase em sua estrutura possui maior interação e, consequentemente, maior adsorção molecular. A fase rutilo possui baixa adsorção molecular por ser extremamente estável. A afinidade e interação entre porfirina e partículas de TiO2 em solução foram analisadas para diferentes valores de pH. Também foram estudados efeitos da agregação e cobertura molecular nos processos de fotodegradação e de transferência lateral de energia entre moléculas adsorvidas.
Actually, charge transfer processes between molecular adsorbate donors and semiconductor nanoparticles (NPs) acceptors have found extensive applications in photocatalysis, photovoltaics cells and molecular electronics. Moreover, NPs have been used as carrier by molecular reagents, photosynthesizing and drugs for various purposes. The efficiency of these molecular devices depends on the detailed study of the dynamics of charge transfer at the interface between NPs and adsorbed molecules and, in particular, the lateral energy transfer between adsorbed molecules. Furthermore, it is necessary to optimize the Coulomb attraction between oxidized donors and reduced acceptors as well as anchoring reactions so that they are not limited by stochastic and diffuse interaction in solution. In particular, there has been a growing demand for hybrid photovoltaic devices based on nanoparticles of titanium dioxide (TiO2-NPs). Studies of long-term stability and interface modification are essential to obtain devices with better efficiency. Also well known in literature it is the employ of TiO2-NPs as an alternative in dye degradation and wastewater treatment. Another class of important study is based on the application of porphyrins and their derivatives in the generation of singlet oxygen and treatment of cancer. Thus, it is of great interest the study of systems based on porphyrin and TiO2 properties. The present work had as objective the study by spectroscopic technics: a) the adsorption of a light-emitting porphyrin on the TiO2-NPs surfaces, b) optical processes involved in charge and energy transfer in the interface between NP acceptor and porphyrins donors and the effect of NP on the photostability and photodegradation of porphyrins. In our study, we chose a porphyrin (or PG Photogem ®) as standard molecular system, because it shows well defined absorption and emission bands. We used TiO2-NPs which differ in area/volume ratios and in the percentage of rutile and anatase phases that predominates under different conditions of preparation by polymeric precursor method. We developed a method based on the centrifugation of the NPs with adsorbed molecules and subsequent optical analysis of the supernatant solution to study the adsorption of porphyrins on TiO2-NPs surfaces. We observed that TiO2-NPs with predominantly anatase phase in its structure has greater interaction and, consequently, higher molecular adsorption. The rutile phase has low molecular adsorption due to your great stability. The affinity and interaction between porphyrin and TiO2-NPs in solution were analyzed for different pH values. Other subjects discussed in this work include molecular aggregation effects and coverage during photodegradation and lateral energy transfer between adsorbed molecules.

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SALLES, Luciana Pedrosa. "Gerenciamento de colisões para sistemas WDM solitônicos." Universidade Federal de Pernambuco, 2004. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/16939.

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Abstract:

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-19T17:02:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Luciana Pedrosa Sales.pdf: 9188948 bytes, checksum: 94448189f389783d1cbd8f2751cee2d8 (MD5)
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Nesta dissertação apresentamos um novo conceito para otimização de sistemas WDM solitônicos, chamado Gerenciamento de Colisões. Mostramos resultados de simulações com sistemas WDM solitônicos de amplificação discreta de 2 £ 40 Gb/s, operando próximo do zero de dispersão, na banda C de transmissão, sem o uso de gerenciamento de dispersão ou quaisquer outras técnicas já consagradas (como por exemplo filtros ao longo do enlace) de minimização de efeitos físicos prejudiciais ao desempenho do sistema. Após fundamentar e explorar o conceito de Gerenciamento de Colisões, propomos o uso de três técnicas. A primeira trata-se do gerenciamento de colisões incompletas que podem ocorrer no início e no final da transmissão. Para viabilizar este gerenciamento propomos uma técnica que consiste na inserção de um atraso inicial entre pulsos de canais diferentes. Essa técnica, em um sistema otimizado, para condições apropriadas (comprimento de colisão maior que duas vezes o comprimento de amplificação), pode permitir uma melhora no desempenho de sistemas WDM solitônicos, chegando a dobrar o alcance dos mesmos, pois ela elimina a colisão incompleta inicial e, em determinados casos, a final. Outras duas técnicas sugeridas exemplificam que, por meio do gerenciamento das colisões completas, podemos melhorar o desempenho de sistemas WDM solitônicos, otimizando adequadamente o espaçamento entre canais, bem como, o espaçamento entre amplificadores do mesmo. Verificamos que a otimização correta de Sistemas WDM Solitônicos, aliado ao uso adequado do espaçamento entre canais e amplificadores, pode permitir ao sistema um alcance em torno de 1000 km, para uma taxa de erro por bit (BER) de aproximadamente 10¡12, sem o uso da técnica de gerenciamento de colisão incompleta, e em torno de 1600 km, com a utilização da mesma.
In this work we propose a new concept for optimization of Solitonic WDM Systems, called Collision-Management. We show the simulation results of 2£40 Gb/sWavelength-Division Multiplexed (WDM) Solitonic Systems. We used Lumped Amplification with Erbium-doped fiber amplifier (EDFAs) and channels working near zero dispersion in the C band (1530– 1560 nm), without using Dispersion-Management or other schemes for minimizing the physical effects that degrade the optical transmission systems. After presenting the fundamental concepts of Collision-Management, we propose three techniques to implement it. The first is incomplete Collision-Management. Incomplete Collisions can occur at the beginning or/and at the end of the transmission. For this type of Management we suggest the introduction of an Initial Delay among pulses of different channels. If used in well balanced systems, this technique can increase the range of 2 £ 40 Gb/s WDM soliton transmission systems, due to the elimination of initial and final Incomplete Collisions. In some cases it can double the reach. We suggest two techniques for Complete Collision-Management, through Optimization of Channel Spacing and Optimization of Amplifier Spacing. We also show that if correctly designed, 2 £ 40 Gb/s WDM Solitonic Systems can reach about 1000 km (with BER about 10¡12), when using the Complete Collision-Management technique, and about 1600 km if we add incomplete Collision-Management technique.

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Bertarini, Pedro Luiz Lima. "Sistemas CDMA ópticos coerentes baseados em codificação de fase espectral." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18155/tde-30012013-155341/.

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Abstract:

Este trabalho faz uma extensa e detalhada análise de sistemas ópticos coerentes baseados na tecnologia de acesso múltiplo por divisão de código, com ênfase naqueles em que o processo de codificação do sinal óptico é realizado por meio de deslocamentos de fase no domínio espectral (SPECTS-OCDMA). Apesar de ser um estudo numérico, esforços são concentrados na tentativa de aproximar estes cenários simulados aos cenários mais realistas, implementados em laboratórios. Nesse contexto, levando em consideração o impacto dos efeitos dispersivos e nãolineares da fibra óptica em sistemas SPECTS-OCDMA, são modelados diversos dispositivos que constituem o sistema de recepção do sinal óptico (nonlinear optical loop mirror e nonlinear thresholder), e mostradas suas influências no desempenho do sistema. Isso permite identificar o exato grau de interferência que cada código de uma determinada família de códigos causa nos outros códigos da mesma família. Esta análise é diferente de tudo previamente reportado para os sistemas OCDMA, porque até então sempre se supôs que todos os códigos de uma mesma família têm o mesmo desempenho. Também é demonstrado que uma escolha ótima do conjunto de códigos reduz consideravelmente a taxa de erro de bit (BER). Os conjuntos ótimos de códigos são obtidos em termos do padrão de interferência causado por todos os códigos no usuário de interesse. Isso permite mostrar que o uso de conjuntos ótimos de códigos não só melhora o desempenho geral do sistema em termos de BER, mas também elimina a quebra de ortogonalidade (nunca levada em consideração em análises anteriores de sistemas OCDMA) devido à diafonia (crosstalk). Este aspecto também é resolvido com detalhes neste trabalho uma vez que ele compromete seriamente a segurança do sistema contra espiões (intencionais e não intencionais). Ainda visando a modelagem de dispositivos voltados para sistemas ópticos coerentes, também foi investigado neste trabalho a evolução de pulsos ultracurtos e de alta potência (com fase modulada no domínio espectral) em fibras altamente não-lineares. Esse fenômeno conhecido por geração de luz supercontínua é caracterizado por um forte alargamento espectral induzido por efeitos não-lineares no meio óptico, e que encontra uma grande variedade de aplicações, como tomografia por coerência óptica, espectroscopia e metrologia de frequência. Entretanto, o ajuste do espectro obtido após a propagação para uma dessas aplicações requer uma escolha correta da fibra óptica e da fonte de pulsos ultracurtos utilizados. Uma vez que esses parâmetros estão definidos, fica muito difícil conseguir um ajuste fino do espectro obtido. Dessa forma, a vantagem da utilização de pulsos modulados é a possibilidade de se realizar uma sintonia fina do espectro obtido para uma aplicação desejada. Além disso, essa técnica permite a geração de pentes de frequências ópticos (optical frequency combs) sintonizáveis.
In this work we perform a comprehensive analysis of a spectral phase-encoded time spreading optical code division multiple access (SPECTS-OCDMA) system. Despite being a numerical study, efforts were concentrated on the investigation of more realistic scenarios using as much information as possible from implemented test-beds in laboratories. In this context, after take into account the impact of dispersive and nonlinear effects of optical fiber in SPECTS-OCDMA systems, some devices of the optical signal reception subsystem are modeled (nonlinear optical loop mirror and nonlinear thresholder), and their influences on system performance are shown. This allowed for the first time in the OCDMA literature the identification of the exact degree of interference that each code of a particular family of codes causes on other codes of the same family. This analysis considerably advances the common sense adopted in the literature in which all codes of the same family perform equally. It is demonstrated that an adequate (optimal) choice of codes can reduce considerably the bit error rate (BER). The optimal code-sets are obtained in terms of the interference pattern caused by every code on the code of interest. Furthermore, it is shown that the use of optimal code-sets not only improves the overall system performance in terms of BER, but also eliminates the orthogonality failure (never accounted for in previous OCDMA analysis) due to crosstalk. This issue is also addressed in details in this work since it seriously compromises the security of the system against (intentional or unintentional) eavesdroppers. Still aiming at modeling devices for coherent optical systems, it is investigated the evolution of ultrashort high-power pulses (spectrally phase modulated) in high nonlinear fibers. This phenomenon known as supercontinuum generation is characterized by strong spectral broadening induced by nonlinear effects in optical medium, and finds a wide range of applications such as optical coherence tomography, spectroscopy and frequency metrology. However, tailoring the supercontinuum (SC) spectra to a specific application requires the correct choice of the optical fiber and the ultrashort pulse source. Once these parameters are defined, it becomes very difficult to achieve a fine tune of the generated spectra. Therefore, an alternative is to phase modulate the input pulse to adjust the generated spectra to a specific application. Also, we show that this technique allow us to generate tunable optical frequency combs simply by adjusting the modulation parameters.

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José, Albanez Bastos Filho Carmelo. "Amplificadores ópticos para sistemas de Comunicação multicanais de alta Capacidade." Universidade Federal de Pernambuco, 2005. https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5092.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:36:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7086_1.pdf: 3077238 bytes, checksum: c628d4ad1011c57db4339eeadae79fb8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005
A crescente demanda por tráfego de dados sugere a expansão da capacidade dos sistemas de comunicações ópticas. Isto pode ser obtido aumentando a quantidade de canais transmitidos utilizando bandas de transmissão alternativas que demandam diferentes amplificadores ópticos. Os amplificadores mais comuns nos sistemas atuais são os EDFAs. Amplificadores Raman e TDFAs são outras possibilidades, principalmente para a banda S. Neste documento, foi proposto pela primeira vez e demonstrado um esquema de bombeamento duplo (800 nm + 1050 nm) altamente eficiente para TDFA. A construção de um protótipo desse TDFA com lasers de diodo para bombeamento caracterizou uma possibilidade de emprego comercial. A distribuição de ganho ao longo da fibra dopada para o esquema de bombeamento proposto é abordada. Também é apresentado um TDFA reflexivo com configuração simples, apresentando 38 dB de ganho de pequenos sinais, utilizando apenas 400 mW de bombeamento em 1050 nm. O efeito de saturação cruzada de ganho é discutido para TDFAs e é mostrada pela primeira vez uma dependência com o comprimento de onda do sinal e do esquema de bombeamento utilizado. Para amenizar o efeito de saturação cruzada de ganho deve-se utilizar técnicas de travamento de ganho. Técnicas de travamento de ganho totalmente óptico de baixo ruído em EDFA são investigadas. São implementados pela primeira vez amplificadores híbridos envolvendo TDFAs e FRA utilizando um comprimento de onda único para bombeamento

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Barbarini, Elisa Signoreto. "Análise óptica de sistemas eletro-ópticos por meio do cálculo da função de transferência de modulação." Universidade de São Paulo, 2012. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18152/tde-20062012-151937/.

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Abstract:

Um grande número de equipamentos utilizam sistemas ópticos ou eletro-ópticos em suas estruturas, dentre esses equipamentos tem-se os microscópios, telescópios, equipamentos médicos, câmeras de satélites, entre outros. Com isso a necessidade de métodos e ferramentas que auxiliem na determinação do desempenho e da qualidade dos sistemas ópticos é crescente. Um dos métodos mais utilizados para realizar a análise de sistemas ópticos é a determinação da Função de Transferência de Modulação (Modulation Transfer Function - MTF). A MTF representa uma verificação quantitativa e direta da qualidade da imagem, e, além disso, é um teste objetivo que pode ser utilizado em sistemas ópticos concatenados. Esse trabalho apresenta a implementação de um software, denominado de SMTF (Software Modulation Transfer Function), para cálculo da MTF de equipamentos eletro-ópticos. O software foi utilizado para realizar o cálculo da MTF do Retinógrafo Digital, Imageador Termal e Microscópio Cirúrgico Oftalmológico. A informação da MTF auxilia na análise do alinhamento e medição da qualidade óptica, e também define o limite de resolução dos sistemas ópticos, por meio do gráfico da MTF. Os resultados obtidos, com o Retinógrafo e o Imageador Termal, foram comparados com os valores teóricos adquiridos pelo Zemax, que é um software utilizado para desenvolvimento e análise de lentes ou conjuntos ópticos. Já para o Microscópio os resultados obtidos da MTF foram comparados com os resultados obtidos pela MTF medida do Microscópio marca Zeiss, considerado como padrão de qualidade de Microscópios Oftalmológicos. Os resultados obtidos demonstram que o software apresentou ótimo desempenho permitindo uma análise direta e objetiva do comportamento de sistemas ópticos. Com auxílio do software foi feito o alinhamento do Retinógrafo Digital e do Imageador Termal e foi verificada a qualidade da imagem do Microscópio Cirúrgico Oftalmológico.
A number of devices use optics or electro-optics in their structures, such as microscopes, telescopes, medical equipments, satellites cameras, among others. The need for methods and tools that assist in determining the performance and quality of optical systems is increasing. One of the methods most used to perform analysis of optical systems is to measure the Modulation Transfer Function (MTF). The MTF represents a direct and quantitative verification of the image quality, and moreover, it is an objective test that can be used in concatenated optical systems. This paper presents the implementation of software, called SMTF (Software Modulation Transfer Function), in order to calculate the MTF of electro-optical systems. The software was used for calculating the MTF of Digital Fundus Camera, Thermal Imager and Ophthalmologic Surgery Microscope. The information MTF aids the analysis of alignment and measurement of optical quality, and also defines the limit resolution of optical systems, from the graph of MTF. The results obtained with the Fundus Camera and de Thermal Imager were compared with the theorical values acquired by the Zemax, wich is a software used for analysis and development of optical assemblies or lenses. For the Microscope, the results were compared with MTF measured of Microscope Zeiss model, which is the quality standard of ophthalmological microscope. The results show that the software has a good performance by allowing a straightforward analysis of the behavior of optical systems. With the aid of the software was made to align the Fundus Camera and the Thermal Imager and the image quality of Surgical Microscope Ophthalmology was verified.

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Taveira, Palmerston Donizzeti. "Caracterização e análise de desempenho dos amplificadores ópticos Raman discretos em sistemas de comunicações ópticas na banda O." Universidade Presbiteriana Mackenzie, 2006. http://tede.mackenzie.br/jspui/handle/tede/1414.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Palmerston Donizzeti Taveira.pdf: 3709250 bytes, checksum: f7776004371e059d73f0d20c8d735c07 (MD5) Previous issue date: 2006-08-02
The optical amplifier has improved the optical communication systems because they lead to an increase in transmission capacity of medium and long haul optical systems, with technological advantages over electronic regenerators. The optical amplifier are relatively simple to deploy and can be used in optical links without any troubles regarding signal transmission rate improvement and signal modulation changes, as a consequence of these issues they can substitute the electronic regenerator enhancing security with low operation cost. The CWDM systems multiplex optical wavelength with a low cost in metropolitan networks. It was developed to connect backbone networks to metro core and edge networks with cost saving over DWDM systems but lower transmission capacity. We have developed and characterized in our research a discrete Raman amplifier for operation in O band. We connected the amplifier in a point to point CWDM in order to analyze the gain on the system transmission capacity and the impairments that appears in the system. Working with a eight channel CWDM in O band, modulated with 2.5 Gbit/s, we have demonstrated that we can use a discrete Raman amplifier in single configurations, pre amplifier, booster and line amplifier and shared configuration with booster and pre amplifier to increase the transmission capacity that means, increase the length of the optical link. We have increased in 110% the length of the optical link with a shared configuration of two amplifiers with 10 dB gain for each one.
Os amplificadores ópticos revolucionaram a tecnológica das comunicações ópticas, pois possibilitaram o aumento da capacidade de transmissão dos sistemas ópticos de média e longa distância, com vantagens tecnológicas sobre os regeneradores. Estes dispositivos são relativamente simples de serem desenvolvidos, utilizam poucos componentes e podem ser utilizados nas redes ópticas de forma transparente a taxa de transmissão e modulação do sinal. Substituem assim, com vantagens, os regeneradores eletrônicos, agregando segurança e baixo custo à operação das redes ópticas. Os sistemas CWDM realizam a multiplexação óptica de comprimentos de onda a um baixo custo em redes metropolitanas. São utilizados para conectar as redes de transporte de alta capacidade às redes de acesso, trazendo uma larga vantagem em custo sobre os sistemas DWDM, porém com menor capacidade de transmissão. Nosso trabalho de pesquisa consistiu em desenvolver e caracterizar um amplificador Raman discreto na banda O (1260 a 1360 nm), aplicando este amplificador em um sistema CWDM ponto a ponto com taxa de transmissão de 2.5 Gbit/s por canal e analisando o aumento na capacidade de transmissão e os efeitos que degradam o sinal transmitido. Trabalhando com um sistema CWDM com oito canais na banda O, demonstramos que podemos utilizar um amplificador Raman discreto nas configurações isoladas de pré-amplificador, booster e amplificador de linha e na configuração simultânea de booster e pré-amplificador para aumentar a capacidade de transmissão. Aumentamos o comprimento original do enlace em 110%.

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Rosa, Eduardo de Souza. "Separação cega de sinais em sistemas ópticos com multiplexação de polarização." [s.n.], 2010. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259276.

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Abstract:

Orientador: João Marcos Travassos Romano
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-17T02:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_EduardodeSouza_M.pdf: 927396 bytes, checksum: 97e57986c5309fbfd62a2edb8c63a482 (MD5) Previous issue date: 2010
Resumo: A multiplexação de polarização é uma técnica promissora que permite dobrar a capacidade de transmissão das próximas gerações de sistemas de comunicações ópticas operando a 40 Gb/s. Tais sistemas são dependentes de processamento digital de sinais, tanto para efetuar a separação dos sinais multiplexados em polarização, quanto para combater degradações impostas pelo canal óptico. Em geral, técnicas não supervisionadas como o algoritmo do módulo constante (CMA - Constant Modulus Algorithm) multiusuário são utilizadas para realizar a separação e a equalização simultaneamente. No entanto, este método apresenta algumas desvantagens, em especial a possibilidade de perda de um dos sinais transmitidos quando o sistema apresenta perda dependente de polarização. Este trabalho propõe uma nova estrutura de demultiplexação usando uma técnica de separação conhecida como análise de componentes independentes em conjunto com um equalizador adaptado pelo algoritmo do módulo constante. A técnica proposta é avaliada por meio de simulações, confirmando-se um bom desempenho diante das principais distorções lineares presentes em sistemas de comunicação óptica e verificando-se uma maior robustez em termos de perda dependente de polarização
Abstract: Polarization multiplexing is a promising technique, able to double the capacity of next generation optical communication systems working at 40 Gb/s. Such systems are dependent of digital signal processing, both to separate the signals in multiplexed polarization, and to combat impairments imposed by optical channel. In general, unsupervised techniques such as multiuser CMA (Constant Modulus Algorithm) are used to perform the separation and equalization simultaneously. However, this method has some drawbacks, in particular the possibility of losing one of the signals when the system has polarization dependent loss. This work proposes a new structure for demultiplexing employing a separation technique known as independent component analysis in conjunction with an equalizer adapted by the Constant modulus algorithm. The proposed technique is evaluated through simulations, confirming the good performance in front of the main linear distortions present in optical communication systems and being more robust in terms of polarization dependent loss
Mestrado
Telecomunicações e Telemática
Mestre em Engenharia Elétrica

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Januário, João Carlos Soriano Sampaio 1989. "Monitorador da OSNR de sistemas ópticos WDM via interferômetro Mach Zehnder." [s.n.], 2014. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/259183.

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Abstract:

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Made available in DSpace on 2018-08-26T11:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Januario_JoaoCarlosSorianoSampaio_M.pdf: 2247178 bytes, checksum: 866411501272be6234f26634c08a5397 (MD5) Previous issue date: 2014
Resumo: O alto crescimento da demanda por tráfego nas redes ópticas de comunicações impulsionaram sua rápida evolução a fim de que esta passasse a suportar altas taxas de transmissão e otimizasse os recursos presentes em sua camada física. Para acompanhar este desenvolvimento as arquiteturas de rede também se modernizaram, partindo das redes ponto a ponto para as atuais redes em malha, as quais requerem que uma monitoração da performance do sinal óptico seja realizada ao longo de todo o seu enlace para que os parâmetros adquiridos sirvam de entrada para um controle capaz de proporcionar a flexibilidade que a rede necessita. Por esta razão este trabalho apresenta uma proposta de monitorador da relação sinal ruído óptica (Optical Signal to Noise Ratio, OSNR), principal parâmetro associado à qualidade do sinal em um enlace óptico, baseado nas propriedades de um interferômetro Mach Zehnder. Análises em simulação e experimentais foram conduzidas para avaliar a robustez do método na presença de efeitos dispersivos e verificou-se sua validade tanto para sinais não coerentes modulados em apenas uma polarização quanto para sinais codificados a partir da multiplexação de polarizações. Experimentalmente esta afirmação se confirma através da obtenção de um erro de monitoração menor que 1,5 dB para uma faixa de OSNR de 5 dB à 25 dB para o sinal OOK à 10 Gb/s e uma erro de menor que 3,0 dB para os sinais DP-QPSK à 112 Gb/s e 16QAM à 224 Gb/s para a mesma faixa de variação de OSNR
Abstract: The increasing demand for data in an optical network boosted its fast development in order to allow higher transmission rates and ensure a new generation of components on network physical layer. To follow this development the network architectures evolved too, starting from point to point network and going to actual mesh scenario, which requires a performance monitoring to guarantee a high level of reconfigurability and flexibility. Because of that, this work shows a new approach based on a Mach Zehnder interferometer to monitor optical signal to noise ratio (OSNR), the main parameter related to signal quality in an optical link. Analysis in a simulation environment and experimentally were made to evaluate the robustness of this new method in presence of dispersive effects. With that, it was validated its accuracy for non coherent signals modulated with only one polarization and for signals which exploit polarization multiplexing. Experimental analysis show a monitoring error below 1.5dB for a signal OOK at 10Gb/s with an OSNR range from 5dB to 25dB and for a signal DP-QPSK at 112Bb/s and 16QAM at 224Gb/s a monitoring error below 3.0dB was reached with the same OSNR range
Mestrado
Telecomunicações e Telemática
Mestre em Engenharia Elétrica

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SILVA, J. A. L. "Transmissão de Sinais OFDM com Envelope Constante em Sistemas Ópticos IMDD." Universidade Federal do Espírito Santo, 2011. http://repositorio.ufes.br/handle/10/9697.

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Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2823_TeseDoutoradoJairAdrianoLimaSilva.pdf: 20960504 bytes, checksum: 1b126c436551ac5b24046d8d57658b4b (MD5) Previous issue date: 2011-08-08
Aaplicação da técnica de multiplexação por divisão de frequências ortogonais OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) em sistemas de comunicação óptica de altíssimas taxas de transmissão desperta curiosidades principalmente pela sua capacidade em compensar eletronicamente os efeitos das dispersões cromática CD (Chromatic Dispersion) e de polarização de modo PMD (Polarization Mode Dispersion) em enlaces de fibra SMF (Single-Mode Fiber ) de longo alcance. Entretanto, assim como nas transmissões sem fio, técnicas de redução do alto valor da razão entre a potência máxima e a média PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) inerente aos sinais multiportadoras OFDM tornam-se necessárias para reduzir as restrições impostas pelas não linearidades oriundas da polarização de moduladores ópticos Mach-Zehnder (MZM) e dos níveis de potência de sinal na fibra. Apresenta-se neste trabalho uma proposta de transmissão de dados em sistemas ópticos de modulação de intensidade e detecção direta IMDD (Intensity Modulation Direct-Detection) que emprega sinais OFDM com envelope constante CE-OFDM (Constant-Envelope OFDM) para combater não linearidades causadas por altos valores de PAPR. Denominado DDO-CE-OFDM (Direct-Detected Optical Constant Envelope OFDM), este sistema minimiza os efeitos das distorções não lineares inseridas pelo modulador externo MZM e pela fibra SMF, oriundas da transmissão de sinais OFDM com elevados níveis de potência nas comunicações DDO-OFDM (Direct-Detected Optical OFDM) convencionais. Os resultados de simulação computacional da transmissão de sinais OFDM com envelope constante e PAPR = 3 dB a 10 Gb/s, com 768 subportadoras mapeadas em 16-QAM (quadrature amplitude modulation) e ocupando uma banda de 3.54 GHz, ilustraram a capacidade do sistema proposto em melhorar o compromisso entre a polarização do modulador MZM e a sensitividade do receptor óptico ao minimizar os efeitos das distorções de intermodulação IMD (Intermodulation Distortion). Resultados de ensaios laboratoriais obtidos mediante montagem experimental de um sistema DDO-CE-OFDM em configuração back-to-back a 1.4 Gb/s em 500 MHz de banda e com 384 subportadoras mapeadas em 16-QAM comprovaram aplicabilidade da proposta. Para combater os efeitos da automodulação de fase SPM (Self-Phase Modulation) provenientes da propagação de sinais multiportadoras OFDM pela fibra no regime não linear modificações tais como a polarização óptica e equalizaçãao no domínio da frequência foram efetuadas no sistema proposto. Resultados de simulação resultantes da transmissão de sinais CE-OFDM com índice de modulação de fase elétrica 2pih = 2, a 10 Gb/s com 1023 subportadoras mapeadas em 16-QAM e ocupando um banda de 2.66 GHz, ilustraram a robustez do mesmo ao aumentar os níveis de potência de sinal inserido em um enlace de 960 km de fibra SMF (Single-Mode Fiber ) padrão sem compensação óptica de dispersão.

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Pérez, Soler Joaquín. "Coexistencia e integración de comunicaciones inalámbricas en sistemas de transmisión ópticos." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2009. http://hdl.handle.net/10251/6476.

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Abstract:

Las redes y sistemas de telecomunicación actuales se enfrentan a la necesidad de proporcionar regímenes binarios en la red de acceso cada vez más elevados a un mayor número de usuarios. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral es proporcionar y evaluar nuevas técnicas que permitan la distribución eficiente de señales de radiofrecuencia con elevado régimen binario, como las tecnologías inalámbricas UWB y WiMAX, en redes de acceso integradas basadas en sistemas radio-sobre-fibra. Por ello se ha contemplado el estudio de la coexistencia y distribución de comunicaciones UWB y WiMAX tanto en el acceso vía radio, como en la transmisión óptica. Sin olvidar el estudio de la linealización del modulador electro-óptico Mach-Zehnder como dispositivo clave en las redes de acceso integradas. En primer lugar, esta Tesis Doctoral estudia los requisitos para la convergencia inalámbrica de servicios basados en MB-OFDM UWB y WiMAX 802.16e en entornos de redes inalámbricas personales, proporcionando márgenes de seguridad para asegurar la interoperabilidad entre ambas. Estos márgenes pueden aplicarse en el futuro desarrollo de tecnologías avanzadas de mitigación de la interferencia como detección y exclusión en cognitive radio. La coexistencia de MB-OFDM UWB y WiMAX en redes ópticas de acceso utilizando RoF. Los resultados obtenidos, tanto para sistemas RoF sobre fibra multimodo como monomodo, permiten delimitar el alcance en cada tipo de medio óptico para el despliegue de sistemas RoF sobre FTTH. A su vez, se propone y demuestra experimentalmente una nueva técnica de multiplexación por división de polarización en la transmisión óptica que facilita la coexistencia en RoF. Finalmente, se propone y demuestra experimentalmente una técnica de linealización óptica dual paralelo para moduladores Mach-Zehnder que permite aumentar el margen dinámico de este modulador y mejorar las prestaciones de los sistemas RoF con señales de banda ancha.
Pérez Soler, J. (2009). Coexistencia e integración de comunicaciones inalámbricas en sistemas de transmisión ópticos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6476
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Tejos, Salgado Nicolás Andrés. "Sistemas de Absorción en Espectros Ópticos de Estallidos de Rayos Gamma." Tesis, Universidad de Chile, 2009. http://www.repositorio.uchile.cl/handle/2250/102006.

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Santos, Ana Vanessa Guindeira dos. "Implementação de FBGs para sistemas de comunicação em fibra óptica." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2008. http://hdl.handle.net/10773/1924.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
O presente trabalho tem por objectivo o desenvolvimento de um algoritmo de apoio à gravação de redes de Bragg em fibra óptica, baseado no método de stitching, por sobreposição e interferência de secções de perturbação do índice de refracção com um comprimento (step) definido. Começou por se efectuar uma abordagem teórica ao funcionamento das redes de Bragg, identificando-se os principais parâmetros físicos da perturbação referida, que têm impacto na sua resposta em amplitude e fase. Posteriormente, analisou-se o sistema implementado para a gravação de redes de Bragg, e desenvolveu-se um algoritmo de apoio a essa gravação. Finalmente, para um perfil de apodização definido, procedeu-se à gravação de redes de Bragg com diferentes steps, suportada pelo software implementado, e compararam-se as respostas medidas e simuladas em cada caso. Analisou-se também, por simulação, o impacto do step e resposta correspondente no desempenho de um sistema de comunicações ópticas.
This work focuses on the development of an algorithm to support a Bragg gratings’ recording system, based on the stitching method, by overlapping sections of perturbed refraction index with a defined length (step). First, we made a theoretical approach to the operation of Bragg gratings, identifying the main physical parameters of the referred perturbation that impact their response, both in amplitude and phase. Subsequently, we analyzed the implemented system, and developed an algorithm to support it. Finally, for a defined profile of apodization, we proceeded to the Bragg filters implementation, with different recording steps, supported by the developed software, and compared to the measured and simulated responses in each case. Finally, we simulated an optical communications system and analyzed the impact of the recording step and consequent response in the system’s performance.

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Muga, Nelson de Jesus Cordeiro. "Polarization effects in fiber-optic communication systems." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2011. http://hdl.handle.net/10773/7330.

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Abstract:

Doutoramento em Fisica
In this thesis we perform a detailed analysis of the state of polarization (SOP) of light scattering process using a concatenation of ber-coil based polarization controllers (PCs). We propose a polarization-mode dispersion (PMD) emulator, built through the concatenation of bercoil based PCs and polarization-maintaining bers (PMFs), capable of generate accurate rst- and second-order PMD statistics. We analyze the co-propagation of two optical waves inside a highbirefringence ber. The evolution along the ber of the relative SOP between the two signals is modeled by the de nition of the degree of co-polarization parameter. We validate the model for the degree of co-polarization experimentally, exploring the polarization dependence of the four-wave mixing e ect into a ber with high birefringence. We also study the interaction between signal and noise mediated by Kerr e ect in optical bers. A model accurately describing ampli ed spontaneous emission noise in systems with distributed Raman gain is derived. We show that the noise statistics depends on the propagation distance and on the signal power, and that for distances longer than 120 km and signal powers higher than 6 mW it deviates signi catively from the Gaussian distribution. We explore the all-optical polarization control process based on the stimulated Raman scattering e ect. Mapping parameters like the degree of polarization (DOP), we show that the preferred ampli cation of one particular polarization component of the signal allows a polarization pulling over a wavelength range of 60 nm. The e ciency of the process is higher close to the maximum Raman gain wavelength, where the DOP is roughly constant for a wavelength range of 15 nm. Finally, we study the polarization control in quantum key distribution (QKD) systems with polarization encoding. A model for the quantum bit error rate estimation in QKD systems with time-division multiplexing and wavelength-division multiplexing based polarization control schemes is derived.
Nesta tese realizamos uma análise detalhada do processo de espalhamento do estado de polarização (SOP) da luz, obtido através da concatenação de vários controladores de polarização (PCs) baseados no enrolamento de fibra ótica. E proposto um emulador de dispersão dos modos de polarização (PMD), construído através da concatenação de PCs e fibras que mantêm a polarização, capaz de gerar corretamente a estatística da PMD de primeira e segunda ordens. Analisamos ainda a copropagação de dois feixes de luz em fibras de elevada birrefringencia. A evolução ao longo da fibra do SOP relativo entre os dois feixes de luz é modelada através da definição do parâmetro grau de copolarização. O modelo e validado experimentalmente, explorando a dependência na polarização do efeito de mistura de quatro ondas em fibras de elevada birrefringência. Estudamos também a interação sinal ruído mediada pelo efeito de Kerr em fibras óticas. É derivado um modelo que descreve o ruído gerado pela emissão espontânea amplificada em sistemas com ganho de Raman distribuído. Mostramos que a estatística do ruído varia com a distância de propagação e com a potencia do sinal, e que para distâncias superiores a 120 km e potências do sinal maiores que 6 mW esta deixa de ser descrita por uma distribuição Gaussiana. Analisamos o processo de controlo totalmente ótico da polarização baseado no efeito de espalhamento de Raman estimulado. Através do mapeamento do grau de polarização (DOP), mostramos que a amplificação preferencial de uma componente do sinal permite uma atração do SOP num intervalo de comprimentos de onda igual a 60 nm. A eficiência do processo é mais elevada em torno do comprimento de onda de ganho de Raman máximo, onde existe um intervalo de 15 nm para o qual o DOP tem valores praticamente constantes. Finalmente, fazemos um estudo do controlo do SOP em sistemas de distribuição de chaves quânticas (QKD) com codificação na polarização. E derivado um modelo que permite estimar a taxa de erro quântica em sistemas de QKD com esquemas de controlo do SOP baseados na multiplexagem no comprimento de onda e na multiplexagem no domínio temporal.

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Yasuoka, Fatima Maria Mitsue. "Técnicas de desempenho óptico e avaliação da qualidade de imagem em sistemas ópticos por medição de função de transferência." Universidade de São Paulo, 1997. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-14112007-090243/.

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Abstract:

O propósito deste trabalho tem sido a utilização das técnicas de Desenho Óptico para o desenvolvimento de sistemas ópticos altamente otimizados. Após a confeccção destes sistemas ópticos torna-se necessário avaliar o desempenho do sistema construído, para isto tem sido utilizado uma das técnicas mais modernas para avaliação de qualidade da imagem óptica, a função de transferência óptica FTO, mais especificamente a função de transferência de modulação FTM. FTM representa o módulo da função complexa FTO e está associada à medida direta e quantitativa da qualidade de imagem, descrevendo a estrutura da imagem como uma função da freqüência espacial. Estas duas técnicas são as ferramentas fundamentais para os desenhistas ópticos. Instrumentos oftálmicos como o microscópio cirúrgico, sistema óptico para adaptação de uma câmera CCD e a lâmpada de fenda são desenvolvidos e analisados por estas técnicas neste trabalho.
The purpose of this work has been the use of design optical techniques to development of highly optimized optical systems. After the fabrication of these systems, it is necessary to evaluate the performance of building systems. A modern technique used to evaluate the quality of optical image is the optical transfer function OTF, more exactly the modulation transfer function MTF. MTF is the modulus of the complex function OTF. MTF is associated the direct and quantitative measure of the image quality and it describes the image structure as a function of spatial frequency. This bides techniques are the tools of optical designers. Ophthalmic instruments like surgery microscope, optical system of CCD camera adaptation and slit lamps are developed and analyzed for this techniques in this work.

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Amaya, Ocampo Waldimar Alexander. "Sistemas ópticos con multiplexación por división en código (OCDMA) empleando redes de difracción de Bragg sobre fibra óptica." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2008. http://hdl.handle.net/10251/3788.

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Abstract:

Los avances de los últimos años en dispositivos ópticos han permitido que las tecnologías de codificación y decodificación óptica sean hoy en día una realidad. Existen múltiples aplicaciones en las que es posible utilizar los procesos de cod/decodificación óptica, pero la más conocida es el acceso múltiple por división en código dentro de un entorno óptico, conocida como OCDMA por sus siglas en ingles. En esta tesis doctoral se presenta un estudio de los sistemas OCDMA de tipo coherente, abarcando dos aspectos fundamentales; el modelado del ruido que interfiere con la señal objetivo y el diseño e implementación de las redes de difracción de Bragg como dispositivos Cod/decodificadores. Dentro del modelado del ruido se han incluido la mayor cantidad de variables posibles, con el objeto de conseguir un modelo lo más acertado posible. De esta manera, se considera desde el ancho de banda del receptor hasta el estado de polarización de las señales, pasando por el uso de los dos tipos de modulación más importantes en estos sistemas, como son OOK (On-Off Keying) y DPSK (Differential Phase Shift Keying). Por otra parte, las redes de difracción de Bragg se presentan como los dispositivos más prometedores para ser usados en OCDMA, gracias a su versatilidad y a estar construidas sobre fibras ópticas. Por ello se ha dedicado especial atención a estudiar sus características, destacando en especial, su dependencia con la temperatura y la relevancia de la reflectividad sobre su comportamiento al cod/decodificar señales. A partir de allí se presenta un novedoso método de diseño, realizado mediante un proceso de síntesis, que da como resultado un dispositivo con excelentes prestaciones. En esta tesis también se estudia la codificación y decodificación todo óptica de etiquetas en redes de conmutación de paquetes. Esta aplicación busca reducir los tiempos de proceso que se tienen en la actualidad en un nodo óptico y ha sido propuesta hace ya un par de años. Aquí nos enfocamos en dos as
Amaya Ocampo, WA. (2008). Sistemas ópticos con multiplexación por división en código (OCDMA) empleando redes de difracción de Bragg sobre fibra óptica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3788
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Oteo, Lozano Esther. "Método de cálculo de desalineamientos en sistemas ópticos. Aplicación mediante redes neuronales." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de Catalunya, 2013. http://hdl.handle.net/10803/129903.

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Abstract:

En aquesta tesis doctoral es presenta un nou mètode per al càlcul de desalineaments en sistemes òptics a partir del front d'ona a la sortida del sistema. El mètode parteix de l'ajust de polinomis de Zernike al front d'ona del sistema òptic, i estableix una funció de transformació entre els coeficients de Zernike i les variables de desalineament. En aquesta memòria es presenta el desenvolupament matemàtic del mètode i s'estableixen tres funcions de transformació: per sistema d'equacions lineals, per sistema d'equacions no lineals i per xarxes neuronals artificials. El mètode s’ha validat per simulació mitjançant l'aplicació d'aquestes tres funcions de transformació a un sistema òptic format per tres lents en què una d'elles està desalineada. Es presenten i comparen els resultats obtinguts en aplicar cada funció, on es mostra que per desalineaments senzills les tres funcions donen bons resultats, però per desalineaments complexes s'ha necessitat aplicar el mètode amb les xares neuronals en dos passos, un per a les variables de gir i un altre per les variables de descentrament. S'ha generalitzat el mètode per més d'un element desalineat, mostrant resultats satisfactoris en el càlcul de desalineaments per dos elements del triplet mitjançant les xarxes neuronals.
En esta tesis doctoral se presenta un nuevo método para el cálculo de desalineamientos en sistemas ópticos a partir del frente de onda a la salida del mismo. El método parte del ajuste de polinomios de Zernike al frente de onda del sistema óptico, y establece una función de transformación entre los coeficientes de Zernike y las variables de desalineamiento. En esta memoria se presenta el desarrollo matemático del método y se establecen tres funciones de transformación: por sistema de ecuaciones lineales, por sistema de ecuaciones no lineales y por redes neuronales artificiales. El método se valida por simulación mediante la aplicación de estas tres funciones de transformación a un sistema óptico formado por tres lentes en el que una de ellas es desalineada. Se presentan y comparan los resultados obtenidos en aplicar cada función, donde se muestra que para desalineamientos sencillos las tres funciones dan buenos resultados, sin embargo para desalineamientos complejos se ha necesitado aplicar el método mediante las redes neuronales en dos pasos, uno para las variables de giro y otro para las variables de descentramiento. Se ha generalizado el método para más de un elemento desalineado, mostrando resultados satisfactorio en el cálculo de desalineamientos para dos elementos del triplete.
In this thesis a new method to determine element misalignments in optical systems is presented. The method starts with the adjustment of Zernike polynomials to the wavefront of the optical system, and sets a transformation function between the Zernike coefficients and the misalignment variables. Herein we present the mathematical development of the method and three transformation functions: a system of linear equations, a system of nonlinear equations and artificial neural networks. The method is validated by simulation by applying the three transformation functions to an optical system composed of three lenses in which one of them is misaligned. We present and compare the results of applying each function, showing that for simple misalignments the three functions work well, however, for complex misalignments, it has been required to apply the method with the artificial neural networks in two steps, one for decentering variables and one for tilt variables. The method has been generalized for more than one element, showing satisfactory results in the calculation of misalignment for two elements of the triplet system.

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Rodrigues, Eunice Raquel Geraldes de Oliveira. "Desenvolvimento de Micro-sistemas Analíticos em Substratos Poliméricos com Detectores Ópticos Integrados." Tese, Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, 2010. http://hdl.handle.net/10216/63794.

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Ferreira, Hugo Borges. "Algoritmos de recuperação de fase para sistemas ópticos com modulação DP-QPSK." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2011. http://repositorio.unb.br/handle/10482/10417.

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Abstract:

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2011.
Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-05-07T14:17:30Z No. of bitstreams: 1 2011_HugoBorgesFerreira.pdf: 1904412 bytes, checksum: 5be7cb37c9fdb70605abcdd95646a191 (MD5)
Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2012-05-11T14:57:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_HugoBorgesFerreira.pdf: 1904412 bytes, checksum: 5be7cb37c9fdb70605abcdd95646a191 (MD5)
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O crescimento na demanda por tráfego Ethernet tem motivado o desenvolvimento de novos sistemas de transporte de dados a altas taxas e longas distâncias. Um novo esquema de transmissão óptica aparece como solução, permitindo taxas de transmissão superiores a 100 Gb/s por canal óptico. Esse esquema utiliza a modulação QPSK e a multiplexação de sinais em polarizações ortogonais (dual polarization QPSK - DP-QPSK), então, um receptor coerente se faz necessário. Nesses sistemas aliam-se processamento digital de sinais aos detectores coerentes para a compensaçãao de distorções ocorridas na transmissão e recepção. A recuperação de fase é um tópico relevante no projeto de receptores coerentes e várias técnicas podem ser aplicadas. Analisaram-se três técnicas de recuperação de fase, as clássicas Viterbi & Viterbi (V&V) e algoritmo direcionado a decisão (DD), e uma técnica computacionalmente eﬁciente, chamada aqui de hardware-eﬃcient. Aliado à recuperação de fase, um algoritmo de recuperação de portadora, responsável por estimar diferen¸cas entre a frequência dos lasers transmissor e receptor, também foi estudado. Nas simulações, concluiu-se que a técnica de recuperação de portadora avaliada foi capaz de recuperar desvios de at´e 3, 125 GHz para um sistema DP-QPSK a 100 Gb/s com lasers de largura de linha de 1 MHz, sem penalidade signiﬁcativa. As técnicas de recuperação de fase V&V e DD com ﬁltro de máxima verossimilhan¸ca (maximum-likelihood - ML) (5 coeﬁcientes) mostraram penalidades inferiores a 1 dB para o mesmo sistema, e inferiores a 0, 5 dB com ﬁltros mais longos (> 10 coeﬁcientes). O algoritmo hardware-eﬃcient mostrou boa aproximação ao desempenho do V&V para um ﬁltro com 5 coeﬁcientes. Simularam-se ainda os algoritmos V&V e DD com ﬁltros planos e ﬁltros complexos não lineares (nonlinear complex ﬁlter - NCF) para comparação de resultados. Dados obtidos em um experimento com modulação DP-QPSK à taxa de 112 Gb/s também foram processados. Utilizaram-se técnicas de normalização, equalização e demultiplexação na recuperação do sinal, e os algoritmos de recuperação de fase e portadora foram testados. Uma técnica de estimação de SNR a partir do sinal ruidoso foi empregada, e o impacto sistêmico foi investigado. Mostrou-se que erros de estimação de −6 dB a 6 dB podem levar a até 1 dB de penalidade em um sistema DP-QPSK a 40 Gb/s. Para sistemas a 100 Gb/s, erros de estimação não levaram a penalidades signiﬁcativas. O desempenho alcançado com o sistema experimental foi compatível ao simulado, validando o modelo teórico utilizado. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT
The increasing demand for Ethernet traﬃc has motivated the development of new long-haul and high transmission rates optical systems. A new scheme for optical transmission appeared as a solution, allowing transmission rates higher than 100 Gb/s per optical channel. This scheme uses QPSK modulation and dual polarization multiplexing (DP-QPSK), therefore, a coherent receptor is needed. These systems combine digital signal processing techniques with the coherent detector, thus, compensating for distortions generated in transmission and detection. Phase recovery is an important subject in coherent receivers’ development and several techniques may be applied. We analyzed three phase recovery algorithms, the classical Viterbi & Viterbi (V&V) and decision directed (DD), and a hardware- eﬃcient algorithm. A carrier recovery algorithm was also studied. This technique estimates frequency mismatches between transmitter and receiver lasers, whilst the phase recovery estimates the phase noise aﬀecting the system. In our simulations, we concluded that the carrier recovery technique was able to compensating for a mismatch of up to 3, 125 GHz in a 100 Gb/s DP-QPSK system with 1 MHz lasers linewidth without noteworthy penalty. The V&V and DD recovery algorithms with maximum-likelihood (ML) ﬁlters (5 taps) exhibited less than 1 dB SNR penalty to this system, and less than 0, 5 dB for longer ﬁlters (> 10 taps). The hardware-eﬃcient algorithm showed to be a good approximation of the V&V for a 5 taps ﬁlter. We also simulated the V&V and DD algorithms with ﬂat ﬁlters and nonlinear complex ﬁlters (NCF) for comparison. We have also processed data from an optical 112 Gb/s DP-QPSK experimental system. We used normalization, equalization and demultiplexing techniques for the signal recovery and tested the carrier recovery algorithms. An estimation scheme for the SNR was used, and the systemic impact was analyzed. We observed that estimation errors from −6 dB to 6 dB may lead to up to 1 dB SNR penalty for a 40 Gb/s DP-QPSK system. For a 100 Gb/s system, estimation errors have not caused noteworthy SNR penalty. The experimental system performance was compatible with the simulated system, thus, validating our theoretical model.

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PEREIRA, E. V. "Transmissão de Sinais OFDM com Envoltória em Sistemas Ópticos com Detecção Coerente." Universidade Federal do Espírito Santo, 2017. http://repositorio.ufes.br/handle/10/9721.

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Abstract:

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8270_Esequiel da Veiga Pereira.pdf: 3346629 bytes, checksum: 93f59e00699e0e6a07833af81dafa75a (MD5) Previous issue date: 2017-03-30
Para acompanhar a crescente demanda por capacidade de canal das redes de transporte ópticas (backbone), a investigação de formatos de modulação suportando uma enorme capacidade de transmissão ganha interesse especial. A multiplexação por divisão de frequências ortogonais (OFDM) aplicado em sistemas ópticos com detecção coerente (COOFDM) tem sido apontado como um dos fortes candidatos para a atualização dos sistemas fotônicos convencionais. Devido ao espectro óptico compacto, os sinais CO-OFDM são pouco influenciados pela degradação linear, tais como dispersão de velocidade de grupo (GVD) e dispersão de modo de polarização (PMD). No entanto, o alto valor da relação entre a potência de pico e a potência média (PAPR) torna-o vulneráveis à não linearidade da fibra e degrada seu desempenho de transmissão. Apresenta-se neste trabalho uma proposta de utilização de técnica Constante envelope aplicado a sinais OFDM transmitidos em redes ópticas com detecção coerente, denominado de CO-CE-OFDM, que reduz o valor do PAPR para apenas 3 dB, como uma forma de combater não só as não linearidades geradas pelo modulador Mach-Zehnder, mas também, as próprias não linearidades geradas pela fibra óptica, devido a altos valores de PAPR e elevados valores de potência óptica. Resultados de simulações feitas em ambiente Matlab, para 1200 km de fibra SSMF, mostraram que quando a transmissão é feita em regime linear (baixa potência na entrada da fibra), em algumas situações, CO-CE-ODFM apresenta um desempenho superior aos apresentados pelo sistema óptico com detecção coerente convencional. Por exemplo, para 100 ��/� de taxa, níveis de mapeamento de 16 QAM e índice de modulação óptica (OMI) igual a 2, 5, o sistema proposto com índice de modulação de fase elétrica (2�ℎ) igual a 3 apresentou ganhos medidos relação sinal-ruído óptico (OSNR) superiores a 12 dB, para uma taxa de erro de bits de 10−3. Em regime n~ao linear, decorrente do aumento da potência óptica, mesmo para baixos valores de OMI e altos valores de relação sinal-ruído óptico (OSNR), CO-CE-OFDM apresentou ganhos de desempenhos de aproximadamente 26 dB, quando a potência óptica na entrada é de 10 dBm. Para altos valores de OMI esse ganho de desempenho é cerca de 12 dB, para 16 QAM e 100 Gb/s de taxa. Além disso, para o sistema proposto, foi desenvolvido um modelo analítico que permite avaliar de forma rápida e a um baixo custo computacional, a variação da taxa de erro de bits em função da variação da relação sinal-ruído. Apesar do ganho de desempenho apresentado, CO-CE-OFDM apresenta um alargamento espectral, o que pode ser um problema em sistemas multicanais. Keywords: Constante envelope, Detecção coerente, Fibra Óptica, Mitigação de não linearidades, OFDM óptico, PAPR.

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Rodrigues, Eunice Raquel Geraldes de Oliveira. "Desenvolvimento de Micro-sistemas Analíticos em Substratos Poliméricos com Detectores Ópticos Integrados." Doctoral thesis, Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto, 2010. http://hdl.handle.net/10216/63794.

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Pereira, Bruno Jorge Ramos. "Simulador de sistemas de comunicações óticas (OSIP)." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2012. http://hdl.handle.net/10773/10202.

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Abstract:

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações
Nos últimos anos tem-se assistido a um grande aumento da largura de banda nas redes óticas, que é resultado do aumento do tráfego de dados. Para responder às necessidades e assim aumentar a capacidade das redes tem-se vindo a intensificar as atividades de investigação, procurando novos componentes que proporcionem uma melhor eficiência dos sistemas. O aumento da complexidade dos novos dispositivos e técnicas de transmissão levam a que a análise e projeto dos sistemas se torne cada vez mais difícil. Como resultado são necessárias ferramentas de análise e projeto assistidas por computador, o que levou ao desenvolvimento de um software de simulação implementado em ambiente Matlab®. Este software designado de OSIP, é de utilização livre e de uma alargada compatibilidade. O trabalho apresentado nesta tese visa o melhoramento do OSIP com vista a permitir a simulação de sistemas coerentes, o que implica a incorporação de novos componentes assim como a implementação de métodos de simulação eficientes. A preservação da informação de amplitude e fase inerente aos sistemas coerentes permite a implementação de algoritmos de compensação digital que visam a equalização da dispersão cromática e da dispersão dos modos de polarização e a estimação e correção da fase da portadora. Para validar os modelos e metodos de controlo no simulador são realizadas algumas simulações e os resultados são comparados com valores teóricos e com resultados publicados na literatura. É dada especial atenção ao desempenho dos algoritmos de compensação das dispersões cromática e dos modos de polarização e dos métodos de estimação e correção de fase.
Over the last years the bandwidth of optical networks has continuously increased, driven by the exponential traffic growth. In order to meet the needs and thereby increase the capacity of networks research activities have been intensified, searching for new components which provide better system efficiency. The increasing complexity of new devices and transmission techniques has brought increasing difficulties in the analysis and design of the new systems. As a result, analysis tools and computer-aided design software are necessary, which led to development of a simulation toolbox in Matlab® language. This software named OSIP is open source and has a wide compatibility. In this thesis the simulation platform is improved in order to adapt the simulator to coherent systems, which implies the incorporation of new components and the implementation of efficient simulation methods. Making use of the amplitude and phase information enabled by coherent detection, digital impairment compensation algorithms have been implemented, aiming for the equalization of chromatic dispersion, polarization mode dispersion as well as for the estimation and correction of the carrier phase. To validate the models and methods of control in the simulator some simulations are performed. The numerical results are compared with the theoretical values and with results published in literature. Special attention is given to the performance of chromatic dispersion equalization, polarization mode dispersion equalization and carrier phase estimation.

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Silva, Luiz Pinheiro Cordovil da. "Interferômetros recuperadores de baixa tensão de meia onda para sistemas interferométricos de luz branca utilizando moduladores eletro-ópticos." Universidade de São Paulo, 2011. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3143/tde-08122011-153421/.

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Abstract:

O trabalho tem por objetivo o estudo e o desenvolvimento de interferômetros recuperadores com baixa tensão de meia onda utilizando moduladores eletro-ópticos para serem aplicados em sistemas Interferométricos de luz branca. Ele dá continuidade às pesquisas do autor em seu mestrado, em que foi desenvolvido e testado um sistema de sensoriamento eletro-óptico capaz de medir diretamente tensões de até 69,4 kVRMS. Desta forma aperfeiçoa-se o sistema de processamento de sinais ópticos desenvolvendo um novo interferômetro recuperador, baseado em óptica integrada. Para o desenvolvimento do tema proposto, inicialmente foi feito uma revisão da literatura/bibliografia, baseada em livros, artigos e teses, visando identificar o \"estado da arte\" relacionado aos moduladores eletro-ópticos para definir o tipo de modulador mais adequado à aplicação em vista. O estudo resultou na escolha de um componente em óptica integrada que foi aplicado numa configuração inédita em um protótipo de transformador de potencial óptico para medição de elevados níveis de tensão elétrica. As características de desempenho deste protótipo foram comparadas com as do protótipo previamente construído. Como resultado deste trabalho, amplia-se o conhecimento e fixa-se em âmbito nacional o domínio sobre as técnicas de construção de interferômetros recuperadores baseados em óptica integrada aplicáveis à recuperação de sinais ópticos em sistemas interferométricos para medição de altas tensões.
This work has as objective the study and development of low half-wave voltage recovery interferometers using electro-optical modulators to be applied to white light interferometric systems. This work is a continuation in the research carried out by the author to obtain his master degree, in which it was developed and tested an electro- optic sensing system capable to measure direct voltage to 69.4 kVrms. In the present work the optical signals processing system is improved by developing a new recovery interferometer based on integrated optics. To develop the proposed subject, initially a review of the literature, based on books, articles and thesis, has been done aiming to identify the State of the Art related to electro-optic modulators and helping to define the most suitable type of modulator for the desired application. The study resulted in the selection of an integrated optical device arranged in an unpublished configuration that was applied to a prototype of optical voltage transformer, intended to measure high voltage levels. The performance of this prototype was compared with a previous version. The results of this work increase the knowledge of the construction techniques of recovery interferometers based on integrated optic devices applicable to the recovering of optical signals in interferometric systems for high voltage measurement.

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Mazzali, Claudio. "Geração e amplificação de sinais ópticos para sistemas de comunicação de alta capacidade." [s.n.], 1997. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/277961.

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Abstract:

Orientador: Hugo L. Fragnito
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Made available in DSpace on 2018-07-25T12:52:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mazzali_Claudio_D.pdf: 4247655 bytes, checksum: 64978b7eaeb43c278dd80c647987086e (MD5) Previous issue date: 1997
Resumo: Esta tese apresenta estudos fundamentais e aplicados sobre os Amplificadores a Fibra Dopada com Érbio (AFDE) e suas aplicações em sistemas de comunicação de alta capacidade. Um modelo teórico da dinâmica de ganho de um AFDE baseado na resposta de um meio saturável, à uma excitação do tipo função degrau, foi desenvolvido e verificado experimentalmente. Este estudo culminou no desenvolvimento de um novo método de caracterização de parâmetros intrínsecos e operacionais de amplificadores ópticos e absorvedores saturáveis em guias de onda. Desenvolvemos também uma nova configuração de laser em anel de fibra dopada com érbio, sintonizável na região de 1530 a 1565 nm e gerando pulsos de 10 ps em uma taxa de repetição de 2.5 GHz. Medidas de caracterização e experimentos de propagação demonstraram a natureza solitônica dos pulsos gerados por este laser. Finalmente, no contexto dos sistemas propriamente ditos, um enlace de recirculação para simulações experimentais de sistemas de transmissão em longas distâncias (milhares de quilômetros), foi demonstrado usando amplificadores ópticos concatenados e operando no regime de ganho saturado
Abstract: This thesis presents experimental studies on Erbium Doped Fiber Amplifiers (EDFA) and their applications to high capacity optical communication systems. A theoretical modeling of the gain dynamics of an EDFA was developed and verified experimentally. The model is based on the step function response of a saturable medium. This study culminated with the development of a novel characterization method for the intrinsic and operational parameters of optical amplifiers and saturable absorbers in waveguides. A novel ring cavity configuration of erbium doped fiber laser is also presented. This laser is tunable in the 1530 to 1565 nm range, and generates 10 ps pulses at a repetition rate of 2.5 GHz. The solitonic nature of the pulses generated by this laser was demonstrated through characterization measurements and propagation experiments. Finally, in the subject of communication system itself, an optical recirculating loop was demonstrated for experimental simulations of long distance (thousands of kilometers) transmission systems with concatenated optical amplifiers operating in the saturated gain regime
Doutorado
Física
Doutor em Ciências

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Domingues, Paulo Henrique Grilo. "Configurações de elevada linearidade para receptores ópticos analógicos de banda larga." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 1996. http://hdl.handle.net/10773/18096.

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Abstract:

Doutoramento em Engenharia Eletrotécnica e Telecomunicações
O trabalho apresentado teve como motivação a contribuição para o projecto de um receptor óptico destinado a um sistema de distribuição de televisão por cabo, e desenvolve-se na área da linearização de amplificadores baseados em dispositivos GaAs MESFET. São investigadas estrututuras simples, com um dispositivo, e estruturas cascata, com dois. Nos dois casos procura-se, não apenas descrever o comportamento não linear dos circuitos em função das condições de operação - impedâncias de carga e de fonte, polarização, etc. - mas sobretudo compreender o modo como as características dos dispositivos activos e as condições de operação se combinam para produzir um resultado observável: a distorção imposta aos sinais amplificados. Desta forma, toma-se possível, para as características de um dispositivo determinado, visualizar as condições de operação que permitem reduzir os níveis de distorção de 2" e de 3" ordem gerados pelo amplificador. No caso de configurações cascata, são investigados os mecanismos de interacção entre os dois andares, e encontradas condições de compensação da distorção de 2" ordem. Dado o enquadramento deste trabalho, as investigações que constituiram o seu seu corpo principal tiveram como expressão experimental a arquitectura e realização de um receptor óptico para uma rede de distribuição de televisão por cabo.
The work to be presented was motivated by a contribution to the design of an optical receiver for use in an all-optical cable television distribution network, and evolves over the field of linearization of amplifiers based on GaAs MESFET devices. The research covers simple, single active device topologies, and two device, cascaded topologies. In both cases, the goal is not only the description of the circuits non-linear behaviour as a function of the operating conditions - as source and load impedances, bias, etc. - but understanding how the active device characteristics and the operating conditions combine themselves to produce a measurable undesirable result: the output signal distortion. Hence, it becomes possible, for a particular device, to visualise the amplifier operating conditions that generate the lower 2nd and 3rd order distortion levels. In cascaded topologies, non-linear interaction mechanisms between both devices are investigated and conditions leading to 2nd order distortion compensation are revealed. Given the context in which this work evolved, its main investigation body resulted, as an experimental outcome, in the design, building and testing of an optical receiver for a cable television network.

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Miranda, Daniel Araújo. "Sensores de Estrelas (Star Trackers) de baixo custo para navegação autônoma no Sistema Solar." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2017. http://repositorio.unb.br/handle/10482/25266.

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Abstract:

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017.
Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-21T20:22:04Z No. of bitstreams: 1 2017_DanielAraújoMiranda.pdf: 65698195 bytes, checksum: be530ad914bde244bb10d243e7cbcc18 (MD5)
Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-23T22:41:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DanielAraújoMiranda.pdf: 65698195 bytes, checksum: be530ad914bde244bb10d243e7cbcc18 (MD5)
Made available in DSpace on 2017-11-23T22:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DanielAraújoMiranda.pdf: 65698195 bytes, checksum: be530ad914bde244bb10d243e7cbcc18 (MD5) Previous issue date: 2017-11-23
Neste trabalho é demonstrado o uso de câmeras de baixo custo para determinar a orientação e posição de satélites e sondas espaciais. O Sensor de Estrelas (Star Tracker) é um dispositivo que determina a orientação - ou atitude - de uma espaçonave utilizando a posição de estrelas em uma imagem do céu. É possível triangular a posição do observador se houver planetas nas imagens. Sensores de Estrelas têm sido utilizados para a determinação de atitude desde ao menos 1964. A posição e a velocidade, no entanto, têm sido calculadas principalmente utilizando interferometria do sinal de comunicação, o seu desvio Doppler e o seu tempo de trânsito. Uma metodologia para implementação do algoritmo do sensor de estrelas e triangulação em hardware de baixo custo é apresentada e resultados obtidos a partir da superfície da terra são apresentados para a câmera Raspberry Pi NoIR e uma Nikon D5000. Os resultados apresentam erro angular próximo ao limite de difração de Rayleigh dos sistemas ópticos e um erro de posição para uma única sessão de medição cerca de 200 vezes maior que os resultados obtidos com filtro de Kalman a bordo da sonda Deep Space 1.
In this work we demonstrate the use of low cost cameras to determine orientation and position of spacecraft. Star Trackers are devices which determine orientation - or attitude - of a spacecraft using the position of stars in a picture of the sky. It is possible to triangulate the position of the observer if there are planets in the field of view. Star Trackers have been used for attitude determination of spacecraft since at least 1964. Position and velocity, however, have been calculated mostly using interferometry of the communication signal, it’s Doppler shift and round-trip time. Deep Space 1 launched in 1998 with the first experimental autonomous navigation using cameras. A methodology is presented to implement the star tracker algorithm and the position triangulation algorithm using low cost hardware and Earth based results are presented with the Raspberry Pi NoIR camera and a Nikon D5000. The results after a few minutes of measurement have an angular error near the Rayleigh diffraction limit of the optical systems and positional error for a single measurement session about 200 times larger than the Kalman filtered measurements taken from space by Deep Space 1.

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Bruno, Julián Santiago. "Algoritmos y arquitecturas hardware para la implementación de OFDM en sistemas de comunicaciones ópticos." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2019. http://hdl.handle.net/10251/119988.

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Abstract:

[ES] Esta tesis explora en profundidad la viabilidad técnica y las prestaciones de un sistema de transmisión para comunicaciones ópticas, de bajo coste y alta velocidad, basado en la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) mediante la implementación de los algoritmos de procesamiento digital de la señal en tiempo real sobre dispositivos de lógica programable (FPGA). Los sistemas de transmisión de modulación de intensidad y detección directa (IM/DD) parecen ser la solución más interesante para las redes ópticas pasivas (PONs) de bajo coste que serán necesarias para responder a la gran demanda de tráfico de los próximos años, producto del aumento significativo de dispositivos conectados a internet, servicios y programas en la nube, vídeo de alta definición, entre otros. Por tanto, esta tesis tiene como objetivo principal obtener la máxima tasa binaria y eficiencia espectral posible de un sistema IM/DD OFDM en PON (de una sola banda y una sola longitud de onda). Con esta finalidad se ha desarrollado la arquitectura hardware de un receptor OFDM de alta velocidad que opera en tiempo real en un dispositivo FPGA Virtex-7 a una frecuencia de reloj de 312,5 MHz utilizando un conversor analógico digital con una tasa de muestreo de 5 GS/s. Para lograr las mejores prestaciones posibles, se ha intentado aprovechar al máximo el ancho de banda del sistema (acercándose al límite de Nyquist) y se ha realizado una carga variable de las subportadoras del símbolo OFDM atendiendo a las características del canal electro-óptico. Además, se han diseñado e implementado los algoritmos de procesamiento necesarios para la detección y demodulación de los símbolos OFDM, y se ha desarrollado una plataforma experimental que ha permitido validarlos en tiempo real a través de un enlace de fibra monomodo estándar (SSMF). El principal resultado de esta tesis es el haber demostrado experimentalmente que con el sistema propuesto se puede alcanzar una tasa binaria de 19,63 Gb/s y una eficiencia espectral de 8,07 bit/s/Hz sobre 20 km de SSMF, lo cual implica casi duplicar las mejores prestaciones publicadas hasta la fecha. Para completar el diseño del receptor, se ha desarrollado un algoritmo de sincronización de tiempo basado en la correlación cruzada entre un preámbulo conocido y la señal OFDM recibida, el cual presenta una tasa de error extremadamente baja, aun en condiciones de muy baja SNR, y su diseño optimizado requiere menos recursos que otros sincronizadores publicados hasta la fecha. También se ha desarrollado un procesador de FFT de longitud variable mediante una arquitectura paralela segmentada que permite alcanzar hasta una tasa de 10 GS/s en dispositivos Virtex-7 con una eficiencia (área/velocidad) superior a la de otros trabajos publicados, y un ecualizador de canal basado en una técnica de estimación y compensación en frecuencia, que utiliza un preámbulo característico para poder disminuir la complejidad hardware y aumentar la precisión de la estimación. Todos los algoritmos implementados en esta tesis doctoral han sido diseñados para procesar 16 muestras en paralelo, y así poder reducir la frecuencia de reloj (5 GHz/16) hasta valores aceptables para los dispositivos FPGA.
[CAT] Aquesta tesi explora en profunditat la viabilitat tècnica i les prestacions d'un sistema de transmissió per a comunicacions òptiques, de baix cost i alta velocitat, basat en la multiplexació per divisió en freqüència ortogonal (OFDM) mitjançant la implementació d'algorismes de processat digital del senyal en temps real sobre dispositius de lògica programable (FPGA). Els sistemes de transmissió de modulació d'intensitat i detecció directa (IM/DD) semblen ser la solució més interesant per a les xarxes òptiques passives (PON) de baix cost que seran necessàries per respondre a la gran demanda de tràfic dels propers anys, producte de l'augment significatiu de dispositius connectats a Internet, serveis i programari al núvol, vídeo d'alta definició, entre d'altres. Per tant, aquesta tesi té com objectiu principal obtenir la màxima taxa binaria i eficiència espectral possible d'un sistema IM/DD OFDM en PON (amb una sola banda i una sola longitud d'ona). Amb aquesta finalitat s'ha desenvolupat l'arquitectura hardware d'un receptor OFDM d'alta velocitat que treballa en temps real a un dispositiu FPGA Virtex-7 amb una freqüència de rellotge de 312,5 MHz utilitzant un convertidor analògic a digital amb una taxa de mostreig de 5 GS/s. Per aconseguir les millors prestacions possibles, s'ha intentat aprofitar al màxim l'ample de banda del sistema (aproximant-se al límit de Nyquist) i s'ha realitzat una càrrega variable de les subportadores del símbol OFDM atenent a les característiques del canal electró-òptic. A més, s'han dissenyat e implementat els algorismes de processament necessaris per la detecció i desmodulació dels símbols OFDM, i s'ha desenvolupat una plataforma experimental que ha permès validar-los en temps real a través d'un enllaç de fibra monomode estàndard (SSMF). El principal resultat d'aquesta tesi és haver demostrat experimentalment que amb el sistema proposat es pot arribar a una taxa binaria de 19,63 Gb/s amb una eficiència espectral de 8,07 bits/s/Hz sobre 20 km de SSMF, la qual cosa implica quasi duplicar les millors prestacions publicades fins aquest moment. Per completar el disseny del receptor, s'ha desenvolupat un algorisme de sincronització de temps basat en la correlació creuada entre un preàmbul conegut i el senyal OFDM rebut, el qual presenta una taxa d'error extremadament baixa, inclòs en condicions de molt baixa SNR, i el seu disseny optimitzat requereix menys recursos que altres sincronitzadors publicats fins el moment. També s'ha desenvolupat un processador de FFT de longitud variable mitjançant una arquitectura paral·lela segmentada que permet arribar fins una taxa de 10 GS/s en dispositius Virtex-7 amb una eficiència (àrea/velocitat) superior a la d'altres treballs publicats, i un equalitzador de canal basat en una tècnica d'estimació i compensació en freqüència, que utilitza un preàmbul característic per poder disminuir la complexitat hardware i augmentar la precisió de l'estimació. Tots els algorismes implementats a aquesta tesi doctoral han sigut dissenyats per processar 16 mostres en paral·lel, i així poder reduir la freqüència de rellotge (5 GHz/16) fins valors acceptables pels dispositius FPGA.
[EN] This thesis presents an in-depth exploration of the technical feasibility and achievable performance of a low-cost and high-speed optical communication system based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) through the implementation of real-time digital signal processing algorithms over programmable logic devices (FPGA). Optical transmission systems based on intensity modulation and direct detection (IM/DD) is considered as one of the most interesting solutions for the deployment of the low-cost passive optical networks (PONs) that will be needed to cover the high traffic demand in the coming years. This demand is fueled, among others, by the significant increase of connected devices to the Internet, services and programs in the cloud, high definition video, etc. The main objective of this thesis is to achieve the maximum bitrate and spectral efficiency of an IM/DD PON OFDM system (using a single band and a single wavelength). To this end, the hardware architecture of a high-speed real-time OFDM receiver, including all the necessary algorithms to perform the detection and demodulation of the OFDM symbols, has been implemented in a Virtex-7 FPGA device at a clock frequency of 312.5 MHz using a digital analog converter with a sampling rate of 5 GS/s. To reach the best possible performance, all the system bandwidth has been employed and the OFDM subcarriers have been loaded according to the characteristics of the electro-optical channel. An experimental platform for optical transmission through standard single-mode fiber (SSMF) has been developed to evaluate in real-time the performance of the implemented receiver. The main result of this thesis is the experimental validation of the proposed system that has achieved a bit rate of 19.63 GS/s and a spectral efficiency of 8.07 bit/s/Hz over 20 km SSMF. These results almost double the best performance published to date. The receiver implementation included the design and development of several algorithms. First, it was designed a time synchronization algorithm (TSA) based on the cross-correlation between a known preamble and the received OFDM signal. This TSA has a good performance in low-SNR scenarios and its optimized design requires fewer resources than other synchronizers published in the literature. Second, a variable length parallel pipelined FFT processor has been implemented in a Virtex-7 device, it reaches a throughput of 10 GS/s with an efficiency (area/speed) higher than that of other published works. And finally, a channel equalizer working in the frequency domain to estimate and compensate channel distortions, which uses a known preamble to decrease the hardware complexity and increase the accuracy of the estimation, has been implemented. All the algorithms in this thesis have been developed to process 16 samples in parallel, thus reducing the required clock frequency (5 GHz/16) to acceptable values for the FPGA devices.
Deseo expresar mi gratitud a las autoridades de la Facultad Regional Buenos Aires de la Universidad Tecnológica Nacional por el apoyo económico y personal recibido durante la realización de esta tesis.
Bruno, JS. (2019). Algoritmos y arquitecturas hardware para la implementación de OFDM en sistemas de comunicaciones ópticos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/119988
TESIS

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Ramos, Pascual Francisco. "Estudio de efectos no lineales en dispositivos fotónicos y su aplicación en sistemas radio sobre fibra óptica." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2009. http://hdl.handle.net/10251/4381.

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Abstract:

El principal objetivo de esta tesis ha sido la búsqueda de aplicaciones de determinados efectos no lineales que ocurren en dispositivos fotónicos, como pueden ser las fibras ópticas y los amplificadores ópticos de semiconductor, dentro del contexto de los sistemas de comunicaciones radio sobre fibra óptica. En primer lugar, se realizó un estudio de la distorsión no lineal introducida por fibras ópticas monomodo dispersivas y no lineales sobre señales multicanal en sistemas CATV, MMDS, LMDS Y MVDS. En especial se estudiaron de forma comparativa las técnicas basadas en la modulación óptica en banda lateral única y en las redes de difracción óptica propuestas para reducir los efectos de la dispersión cromática. Posteriormente para compensar los niveles de distorsión no lineal y, en especial, el fenómeno de supresión de la portadora que resulta bastante perjudicial en sistemas operando a frecuencias milimétricas, se propuso la técnica de inversión espectral. Esta técnica consiste en situar un dispositivo conjugador óptico en mitad del enlace de fibra que, bajo ciertas condiciones de diseño, permite ecualizar las degradaciones introducidas por el efecto conjunto de la dispersión cromática y de los efectos no lineales. La construcción del dispositivo conjugador se basa habitualmente en el proceso no lineal de mezclado de cuatro ondas en configuraciones de fibra de dispersión desplazada o de amplificador óptico de semiconductor, por lo que se realizó un estudio experimental comparativo de ambas configuraciones en el contexto de los sistemas ópticos analógicos. Por último, también se demostró de forma teórica y experimental la aplicación del fenómeno no lineal de automodulación de fase en fibras estándar monomando para reducir el efecto de supresión de la portadora.
Ramos Pascual, F. (2000). Estudio de efectos no lineales en dispositivos fotónicos y su aplicación en sistemas radio sobre fibra óptica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4381
Palancia

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Luís, Ruben Soares. "Design and optimization of optical routing techniques and devices." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 2007. http://hdl.handle.net/10773/2212.

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Abstract:

Doutoramento em Engenharia Electrotécnica
Este trabalho apresenta três estudos principais acerca do desenvolvimento e aplicação de sistemas de monitorização óptica avançados com base na análise de histogramas assíncronos, conversão de comprimento de onda de sinais de débito elevado e o impacto das não-linearidades das fibra ópticas em sistemas utilizando técnicas avançadas de transmissão. Mostra-se que a comparação de histogramas assíncronos com histogramas de referência pode ser usada para extrair informação a respeito da qualidade e do ruído que afecta o sinal em análise. O método proposto é validado através de simulação numérica e experiência. Um modelo analítico para a computação das limitações em frequência da modulação cruzada de fase (XPM) em conversores de comprimento de onda de fibra é proposto e validado através de simulação numérica até frequências de modulação acima de 1 THz. O modelo proposto permite a derivação de regras de engenharia para o dimensionamento de conversores de comprimento de onda compostos por espelhos de fibra não linear. O dimensionamento de um novo filtro para a optimização da conversão da XPM em modulação de intensidado é proposto e validado por simulação numérica. O impacto das não-linearidades na transmissão em fibra óptica de sinais de banda lateral única a 10 Gb/s com compensação de dispersão concentrada é avaliado através de simulação numérica. Mostra-se que as não-linearidades intra-canal levam a severa degradação do desempenho. A degradação de sinais de chaveamento por desvio diferencial de fase (DPSK) a 40 Gb/s devida a XPM com sinais de chaveamento por desvio de amplitude herdados de sistemas anteriores é também analisada. Uma análise bomba-sonda mostra que a degradação do sinal resulta da modulação de intensidade induzida por XPM. Este resultado permite a derivação de um modelo para estimar a probabilidade de erro dos sinais DPSK degradados por XPM. Finalmente, é apresentada uma abordagem analítica baseada em pequenas perturbações para o estudo de não linearidades intra-canal em fibra óptica em sinais com razão de extinção finita. Este estudo permite a identificação de duas novas formas de degradação tomando a forma de impulsos entre diferentes símbolos e fluctuações temporais e de amplitude.
This work presents three main studies regarding the development and application of advanced optical monitoring systems based on the analysis of asynchronous amplitude histograms, the wavelength conversion of ultra-high bit-rate signals, and the impact of fiber nonlinearities in systems employing advanced transmission techniques. It is shown that asynchronous amplitude histograms may be numerically compared with reference histograms to extract information regarding quality and the noise degrading the signal under analysis. The proposed method is validated through numerical simulation and experiment. An analytical model to compute the frequency limitations of cross-phase modulation (XPM) in all-optical fiber wavelength converters is proposed and validated using numerical simulation at modulation frequencies exceeding 1 THz. The proposed model allows deriving engineering rules for the dimensioning of wavelength converters using nonlinear optical loop mirrors. A novel filter design to optimize the conversion of XPM-induced phase modulation in intensity modulation is proposed and validated using numerical simulation. Numerical simulation is used to evaluate the impact of fiber nonlinearities in the transmission of 10 Gb/s single sideband signals in links using concentrated electrical or optical dispersion compensation. It is shown that, intra-channel fiber nonlinearities severely degrade the performance. The degradation of 40 Gb/s differential phase-shift-keying (DPSK) signals due to XPM with legacy amplitude-shift keying signals is also analyzed. Pump-probe analysis show that the signal degradation results from XPM-induced intensity modulation. This allows deriving and validating a novel analytical model to estimate the bit-error probability of the XPM-degraded DPSK signals. Finally, an analytical smallperturbations approach to the study of intra-channel fiber nonlinearities in signals with finite extinction ratio is presented. It allows the identification of two new forms of degradation taking the form of impulses between symbols and amplitude and temporal jitter.

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Ramos, António Jaime. "Um sistema de controlo e monitorização de um díodo laser auto-pulsante para geração e recuperação de sinais de relógio ópticos." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 1994. http://hdl.handle.net/10773/18931.

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Abstract:

Mestrado em Sistemas de Comunicação Óptico
Os díodos laser. auto-pulsantes (Self-Pulsating Laser Diodes ou SP-LDs) são dispositivos semicondutores de duas secções com aplicações em geração e recuperação totalmente óptica de sinais ,de. relógio, pelo que são potencialmente úteis para as-.futuras Redes ' .; Ópticas Transparentes. No entanto, para usar estes dispositivos em sistemas práticos, é necessário encontrar maneiras de resolver as suas limitações actuais, das quais as mais importantes são a sua instabilidade de frequência e sensibilidade a variações de potência . e polarização óptica de entrada. É também necessário considerar aspectos de projecto e monitorização de sistemas baseados em SPLDs. O objectivo do nosso trabalho era projectar e implementar um sistema baseado num SP-LD, para geração e recuperação de sinais de relógio ópticos, permitindo controlo e monitorização remota completa por meio de um interface com o utilizador baseado num computador. Com este sistema pretendíamos apresentar algumas soluções para as actuais limitações destes dispositivos. e demonstrar a realizabilidade de um tal sistema. Para atingir estes objectivos começámos por caracterizar um dispositivo em particular, o que nos permitiu compreender o funcionamento básico e capacidades de um SP-LD. Em seguida, estudámos experimentalmente várias técnicas de estabilização de frequência, de forma a determinar qual a mais apropriada para utilização no nosso sistema. Neste trabalho usámos a combinação de uma PLL com técnicas de injecção óptica ou de RF pela primeira vez no campo da estabilização de frequência de SPLDs. Descobrimos que a combinação de uma PLL com injecção óptica torna o dispositivo insensível a variações da polarização óptica de entrada e tolerante a variações da potência de entrada dentro de , uma dada gama de variação. Estes resultados são significativos para as aplicações de recuperação de sinais de relógio ópticos. Por último, implementámos o nosso sistema de controlo e monitorização. O sistema usa uma PLL combinada com injecção de RF para geração de sinais de relógio ópticos ou combinada com .injecção óptica para recuperação de sinais de relógio ópticos. Este 5 o primeiro sistema do seu tipo, integrando controlo de frequência e temperatura, monitorização em tempo real do desempenho do sistema, caracterização automática do dispositivo (em princípio) e um interface com o utilizador baseado num computador, o qual , fornece informação de monitorização completa e permite controlar todos os parâmetros do sistema. O sucesso deste projecto prova a realizabilidade de sistemas de controlo e monitorização de SP-LDs, abre a possibilidade de usar sistemas semelhantes com outros dispositivos opto-electrónicos semicondutores avançados e aumenta a confiança de que tais dispositivos poderão ser usados em redes de telecomunicações do futuro.

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Rozental, Valery Nobl. "Hitless rate and bandwidth switching in dynamically recon gurable coherent optical systems." reponame:Repositório Institucional da UnB, 2016. http://repositorio.unb.br/handle/10482/21966.

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Abstract:

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016.
Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-08T16:45:48Z No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5)
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Grande parte de pesquisa em comunicações ópticas visa melhorar a e ciência de rede, otimizando o uso de banda e reduzindo consumo de potência. Os paradigmas emergentes, tais como a grade de frequências flexível métodos so sticados de chaveamento óptico e desfragmentação espectral, atribuem propriedades adaptativas para redes futuras, permitindo seu auto-ajuste às condições de transmissão e tráfego variáveis. De fato, as estatísticas de tráfego agregado em pontos de troca de tráfego da Internet exibem fortes flutuações ao decorrer do dia, sendo o valor médio em torno de 70%, e valor míniimo em torno de 20% do valor pico. No entanto, os sistemas ópticos atuais operam o seu lado linha na taxa nominal, o que leva a um elevado consumo de potência, desperdício de recursos espectrais, e saturação prematura de redes. No intuito de suportar as características de redes extáveis pela camada física, os transceptores ópticos de próxima geração devem ser capazes de ajustar suas taxas de transmissão e ocupação espectral de acordo com as demandas de tráfego variáveis. No entanto, um chaveamento convencional de taxa de transmissão requer interrupção de serviço, altamente indeseável na perspectiva das operadoras. Neste escopo, as principais contribuições dessa tese são dois métodos de chaveamento online sem impacto (hitless) da taxa de transmissão, que permitem reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais durante períodos de baixo tráfego. O primeiro método foi desenvolvido para transceptores, cujos moduladores são alimentados por sinais binários combinados eletronicamente, e atende, principalmente, a cenários de alocação estática de banda. Aqui, a redução de taxa é realizada por meio de repetição de símbolos transmitidos, e o bloco equalizador convencional do receptor é substituído por uma estrutura multi-ramo, em que cada ramo da estrutura opera em uma taxa específica. A perda de sincronização durante chaveamento é evitada utilizando a saída do ramo ativo como sequência de treinamento para o ramo destino. O método pode, adicionalmente, atender à alocação dinâmica de banda, contanto que exista um mecanismo de cooperação entre transceptores ópticos e multiplexadores de inserção -extração ópticos reconfiguráveis. Neste caso, o ajuste espectral do sinal pode ser obtido por meio de uma filtragem óptica pelas chaves seletoras de frequência que suportam operação em grade flexível. O segundo método foi desenvolvido para transceptores com módulos de processamento digital de sinais no lado transmissor. O chaveamento de taxa é obtido por meio de aumento e redução de número de amostras por símbolo transmitido, mantendo a taxa de conversão digital-analógica. Neste caso, uma mudança de taxa de símbolo implica, também, em um ajuste correspondente da banda do sinal. Assim, o método pode suportar propriedades de alocação dinâmica de banda das redes elásticas. Nós demonstramos que, se o chaveamento de taxa e banda do sinal e realizado em passos intermediários suficientemente pequenos, o equalizador dinâmico do lado receptor consegue acompanhar as mudanças do sinal, mantendo a sincronização do sistema. O primeiro método foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização, e processamento digital de sinais o ine. Ademais, realizamos simulações computacionais extensas, incluindo formatos de modulação por chaveamento de fase e quadratura e modulação de amplitude em quadratura de ordem 16, e investigamos o desempenho do método para sinais não-retorna-a-zero e retorna-a-zero, gerados no domínio óptico, e sinais Nyquist, gerados digitalmente. Os transientes de erros, que aparecem durante chaveamento para taxas mais altas, são evitados usando sequências de treinamento do equalizador su cientemente longas (acima de 40.000 símbolos). O método mostrou-se robusto contra a dispersão dos modos de polarização e ruído de fase dentro de especicacões aceitáveis. A principal vantagem deste método é que ele permite reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais para compensação da dispersão cromática. Os resultados mostraram que uma redução pela metade da taxa de símbolos produz uma redução de em torno de 55% na complexidade computacional, devido à elevada duração de símbolo e aprimoramento da qualidade de sinal. Uma redução adicional de taxa para um quarto da taxa nominal permite desligar o equalizador da dispersão cromática, exceto em caso de pulsos Nyquist, em que o ganho em complexidade está em torno de 80%. O segundo método também foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização e processamento digital de sinais o ine, utilizando um conjunto para desenvolvimento do conversor analógico-digital. Ao contrário da proposta anterior, este m etodo suporta alta granularidade com apenas um aumento marginal de complexidade computacional. Os resultados experimentais de redução e aumento de taxa em dez passos discretos não apresentaram transientes de erros, garantindo transmissão ininterrupta. O método pode ser usado para reduzir o consumo de potência devido à redução de vazão de dados após a interpolação do lado receptor. Adicionalmente, o consumo pode ser altamente reduzido em sistemas que suportam múlltiplos esquemas de correção de erros, aproveitando o aprimoramento da qualidade do sinal devido à redução de taxa de símbolos. Assim, um código corretor de erros complexo do tipo soft-decision, usado na taxa de transmissão nominal, pode ser substituído por um código do tipo hard-decision, com complexidade computacional reduzida. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Much of the latest research in optical communications is directed towards increasing network e ciency, optimizing bandwidth usage and reducing power consumption. Emerging paradigms, such as exible frequency grid, sophisticated optical switching methods and spectral defragmentation, attribute adaptive properties to future networks, enabling them to adjust to the changing transmission and tra c conditions. To support these features, next-generation optical transponders must be capable of adjusting their transmission rate and bandwidth occupation according to the time-varying tra c demands. However, conventional rate-switching requires service interruption, which is highly undesirable from the operators' standpoint. Our contributions in the proposed thesis consist of two methods for hitless online rate switching that allow to reduce power consumption, associated with digital signal processing, during low tra c periods. The rst method is designed for transponders with binary-signal-driven transmit-side modulators, and targets primarily static bandwidth allocation scenarios. Here, rate reduction is achieved by symbol repetition, and a conventional receive-side equalizer block is replaced by a multi-branch structure, where each branch operates at a speci c transmission rate. Synchronization loss is avoided by using the output of the active branch as a training sequence for the target-rate branch. The method can also support dynamic bandwidth allocation, provided there is a cooperation mechanism between the optical transponders and the recon gurable add-drop multiplexers. Here, signal spectral adjustment can be obtained via optical ltering by ex-grid-enabled wavelength-selective switching. The second method targets transponders with transmit-side digital signal processing. Rate changing is achieved by increasing/reducing the number of samples per transmitted symbol, while maintaining a xed digital-to-analog conversion rate. Changing the symbol rate also implies in corresponding signal bandwidth adjustment, so that the method can support dynamic bandwidth allocation features of the next-generations elastic optical networks. We show that if the rate and bandwidth switching is performed in su ciently small discrete intermediate steps, the receive-side dynamic equalizer successfully tracks signal changes, maintaining system synchronism.

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García, Olcina Raimundo. "Sistema de fabricación de altas prestaciones de redes de difracción de bragg en fibra y aplicaciones al campo de los sensores ópticos y a los sistemas de comunicaciones ópticas." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2009. http://hdl.handle.net/10251/4323.

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Abstract:

En esta tesis doctoral se presenta un sistema de fabricación de altas prestaciones de redes de difracción de Bragg en fibra. Las redes de difracción de Bragg en fibra son en la actualidad componentes cruciales en los modernos sistemas de comunicaciones ópticas al permitir, con un diseño adecuado, la implementación de prácticamente cualquier dispositivo de procesado de señales en el dominio óptico. Cuando se menciona el término "altas prestaciones", el autor se refiere a un sistema orientado fundamentalmente hacia la investigación, por lo que su principal característica debe de ser la versatilidad. El sistema de fabricación debe ser capaz de producir prácticamente cualquier red de difracción que sea concebida por los investigadores que utilizan el sistema, y con una calidad al menos comparable a la de las redes de difracción de Bragg producidas por las más modernos sistemas comerciales. Durante este trabajo de tesis se describe el sistema de fabricación de redes de difracción de Bragg implementado en el seno del Grupo de Comunicaciones Ópticas y Cuánticas de la UPV, detallando sus componentes, funcionamiento y prestaciones. También se presenta la base teórica que fundamenta este modelo. Adicionalmente, se muestra un estudio teórico de las propiedades de polarización de las redes de difracción (pérdidas dependientes de la polarización, retardo de grupo diferencial y parámetros de Stokes) y su validación experimental. Se demuestra como este estudio resulta de gran importancia tanto para el campo de las telecomunicaciones como para el del sensado. También se presentan aplicaciones de las redes de difracción producidas por este sistema al campo del sensado, mostrando ejemplos de aplicaciones al sensado de tensiones mecánicas en estructuras de hormigón o de acero, el desarrollo de un sensor multiparamétrico (tensión, temperatura, humedad y pH) para evaluar los daños que sufren dichas estructuras.
García Olcina, R. (2008). Sistema de fabricación de altas prestaciones de redes de difracción de bragg en fibra y aplicaciones al campo de los sensores ópticos y a los sistemas de comunicaciones ópticas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4323
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Lencione, Diego. "Desenvolvimento de sistemas ópticos e modelos radiométricos para otimização sistêmica em retinógrafos de alta resolução." Universidade de São Paulo, 2013. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-04042013-110931/.

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Abstract:

O principal intento deste trabalho é demonstrar como a combinação de resultados de modelos radiométricos e de análises do limite de resolução de imagens produzem impactos positivos não apenas no projeto óptico de retinógrafos de alta resolução, mas que também geram ferramentas que auxiliam na definição da arquitetura de todo o equipamento, considerando, inclusive, os limites impostos por normas internacionais para a segurança do paciente em relação a radiação emitida na realização dos exames. Particularmente ao projeto óptico, foram desenvolvidos os sistemas de iluminação e imageamento da retina, onde se destacam duas propostas de metodologias: a primeira para a implementação da técnica de eliminação das bem conhecidas retro-reflexões geradas no conjunto óptico que é comum à iluminação e ao imageamento da retina, e a segunda para a obtenção de soluções efetivas em sistemas imageadores, que prima pela diminuição da sensibilidade dos componentes aos erros que são introduzidos pelos processos de fabricação e montagem. Analisando os resultados obtidos com o protótipo, foram validados os sistemas e modelos propostos, que se tornaram parte integrante de um produto oftalmológico aprovado para a comercialização, o retinógrafo Kiron.
The fundamental objective of this work is to demonstrate how radiometric models and analysis of the limit of resolution can provide not only positive impacts to the optical project of high resolution fundus cameras, but also creates tools to perform an optimization of all the equipment, considering the limits imposed by international standards to ensure security to the patient regarding the equipment radiation emission. In the optical project in particular, the imaging and illuminating systems of the retina were developed, in which stands out two proposed methodologies: first, to eliminate the well known retro-reflections in the common optical assembly of the imaging and illuminating systems, and a second one that helps the optical designer to find effective solutions in imaging systems, focused in the reduction of the component sensitivity to the fabrication and assembly processes errors. Analyzing the results from the prototypes the systems and the models proposed were validated, becoming integrant part of an ophthalmic product approved for commercialization, the Kiron fundus camera.

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Martinez, Marmolejo Edgar. "Síntese e caracterização de sistemas vítreos à base de sulfeto de gálio para dispositivos ópticos." [s.n.], 2000. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/278236.

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Abstract:

Orientador: Luiz Carlos Barbosa
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin"
Made available in DSpace on 2018-09-27T13:16:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MartinezMarmolejo_Edgar_D.pdf: 3330501 bytes, checksum: f9a3e16fa30b4a70633e9ad00591c107 (MD5) Previous issue date: 2000
Resumo: O presente trabalho de tese está relacionado com a fabricação e a caracterização de vidros calcogenetos das famílias do Ga2S3- La2S3 ,Ga2S3 - La2S3 - CsCl, Ga2S3 - Na2 S e Ga2S3 - Na2S - CsCs. Foi desenvolvido um novo processo de síntese em atmosfera de enxofre que eliminou o velho problema de explosão que ocorre com as ampolas de quartzo pelo método a vácuo. Foram desenvolvidos diversos métodos de caracterização das propriedades mais importantes no campo da ciência dos vidros, notadamente espectroscopia Raman, espectroscopia infravermelho de pó e absorção de raio ¿ x. Constatou-se pela absorção de raio-x, que a presença de CsCl na matriz vítrea aumentava a estabilidade térmica, mas a maior parte de CsCl situava-se na matriz de maneira não convencional, isto é, diferente do que a literatura apresenta, somente uma pequena quantidade de Cl, ligou-se ao Ga, o restante sempre se apresentou junto ao Cs. Este processo foi o que mais influenciou as diversas propriedades destes sistemas vítreos. A presença de CsCl na matriz vítrea não apresentou influência na frequência de corte Raman, que permaneceu como um vidro de baixa energia de fonons, propicio como "host" para íons de terras raras. Foram desenvolvidos processos de dopagem com íons de terras raras como íons de Er3+ e íons Yb3+. O sistema vítreo apresentou alta solubilidade a concentração destas terras raras, sem apresentar cristalização, fato este promissor para fabricação de dispositivos ópticos de pequenas dimensões como guias de onda planares para amplificação óptica na janela de 1500 nm. Finalmente, após estudos de suas propriedades, fabricou-se fibras ópticas por um novo método, também desenvolvido neste trabalho de tese que se denominou método de preforma capilar por sucção a vácuo
Abstract: This work of thesis is related with the fabrication and the characterization of chalcogenide glasses from Ga3 -La2S3 , Ga2 S3 -La2 S3 -CsCl, Ga2 S3 - Na2S e Ga2S3 ¿ Na2S-CsCs families. It was developed a new process of synthesis with sulphur atmosphere that eliminated the old problem of explosion, which occurs, with the ampoule of quartz by the vacuum method. It were developed several methods of characterization of the most important properties in the science field of glasses specially Raman Spectroscopy, power Infra-red Spectroscopy and X-ray absorption. It was certified by the Ray X absorption, that the presence of CsCI in the glass matrix increased the thermal stability, but the most part of CsCI take place in the matrix in a non conventional manner, It means, differently from what says the literature only a small quantity of CI bonded to the Ga, the remaining quantity was presented with the Cs. This process was the one that most influenced the several properties of these vitreous systems. The presence of the CsCI in the vitreous matrix did not show any influence in the frequency of the cut-off Raman that kept as a glass of low energy of phonon, favorable as host for of rare-earth ions. It was developed doped processes with rare-earth ions, as ions of Er3+ and íons of Yb3+ . The glass system presented high solubility of the concentration of these rare-earth, without presenting crystallization, being this fact very promising for the fabrication of optical devices with small dimensions as planes waves guides for optical amplification in the window of 1500 nm. Finally, after studying its properties, it was produced optical fibers by a new method, also developed in this thesis, which was named method of capillary preform by vacuum suction
Doutorado
Física
Doutor em Ciências

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Bolea, Boluda Mario. "Sistemas ópticos incoherentes para la generación de señales arbitrarias basados en filtros fotónicos de microondas." Doctoral thesis, Universitat Politècnica de València, 2012. http://hdl.handle.net/10251/16810.

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Abstract:

Las señales arbitrarias de microondas son ampliamente utilizadas en distintos campos de aplicacón como radar, comunicaciones, captura de imágenes e instrumentación moderna. La limitación de los sistemas eléctricos para la generación de formas de onda a frecuencias elevadas y con grandes anchos de banda ha hecho que a lo largo de la última década se realicen numerosas propuestas de generación en el dominio óptico. Tras una revisión de todas las propuestas, se ha podido realizar una clasificación en función de las técnicas de generación más relevantes. El principal objetivo de esta tesis doctoral consiste en la propuesta, análisis y validación experimental de una técnica que permite la generación de señales de microondas haciendo uso de estructuras de filtrado fotónico. En concreto, los filtros utilizados en este trabajo se fundamentan en el procesado de señales ópticas incoherentes mediante un elemento dispersivo. A través del desarrollo teórico, se ha obtenido la función de transferencia del filtro fotónico equivalente que permite calcular la señal generada a partir de la densidad espectral de potencia de la fuente óptica, la dispersión y la señal eléctrica de entrada. De este modo, ha sido posible extender algunas de las ventajas del filtrado fotónico a la generación de formas de onda. Así mismo, para la técnica propuesta se distinguen dos regímines de operación, no lineal y lineal, según sea necesario o no considerar la dispersión de segundo orden del elemento dispersivo. En el régimen lineal, se presentan varias estructruas que utilizan distintos tipos de señal óptica como un conjunto de láseres y una fuente ancha ranurada empleando diferentes tipos de filtrado óptico. Además, también se presenta una estructura adicional incorporando detección defierencial a través de un interferómetro. Con el fin de mostrar las distintas capacidades de estas propuestas se ha demostrado la generación de señales correspondientes a la tecnología UWB de impulsos de radio y multib
Bolea Boluda, M. (2012). Sistemas ópticos incoherentes para la generación de señales arbitrarias basados en filtros fotónicos de microondas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16810
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Villa, Bernal Jessica Jazmín. "Medición del temblor de los miembros superiores del cuerpo utilizando sistemas de rastreo ópticos portátiles." Tesis de maestría, Universidad Autónoma del Estado de México, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11799/110445.

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Abstract:

El presente trabajo tiene como nalidad la medición del temblor de fatiga muscular en sujetos sanos mediante una prueba postural utilizando el sistema de rastreo óptico Leap Motion, el uso del spline para el muestreo uniforme y de la obtención de la densidad espectral de potencia (DEP) con la transformada rápida de Fourier (FFT por sus siglas en inglés). En este trabajo de investigación también se realizó la validación del dispositivo Leap Motion mediante temblores o vibraciones de una mano sintética, está fue excitada mecánicamente en un ancho de banda similar al del temblor fisiológico (8-12 Hz), y se comparó su respuesta en frecuencia con el dispositivo comercial Trigno Wireless EMG para después realizar pruebas con sujetos sanos para la detección del temblor de fatiga. Para determinar si el dispositivo es capaz de detectar la fatiga, se realizó un experimento con 62 voluntarios sanos de edades entre 19.58± 1.44 años, de los cuales sólo 14 cumplieron con las reglas de inclusión. Las pruebas se realizaron con la mano dominante y el procedimiento fue el siguiente: 1) El sujeto realizó la prueba postural durante 90 segundos, manteniendo una distancia de 9 a 12 cm entre la palma de la mano y el dispositivo Leap Motion, 2) Se realizó la medición de la máxima fuerza de contracción voluntaria (MVC por sus siglas en inglés) con un dinamómetro, 3) Se indujo a la fatiga mediante una serie de ejercicios de extensión/flexión de gama completa del codo usando una mancuerna del 20 % del valor más alto de la MVC a un ritmo de 20 repeticiones por minuto controladas con un metrónomo, realizando un mínimo de 30 repeticiones o hasta sentir la sensación de cansancio, 4) Posteriormente, el sujeto realizó de nuevo la prueba postural durante 90 segundos manteniendo una distancia de 9 a 12 cm entre la palma de la mano y el dispositivo Leap Motion. La DEP se estimó mediante el uso de la siguiente metodología basada en [1]: A partir del tiempo de muestreo entre frames que proporciona Leap Motion se realizó la estimación consecutiva del tiempo, después se calcularon los desplazamientos para cada eje (x; y y z), posteriormente se calculó la distancia euclidiana, éstos datos se interpolaron a 50 Hz, se les aplicó un filtro pasabanda Butterworth, un filtro Savitzky Golay, y para la obtención de la DEP se utilizó la FFT. Para cada una de las pruebas se obtuvo el promedio de la no fatiga y fatiga en las bandas de 8-12 Hz, con estos promedios se realizó una prueba de hipótesis t-student para la diferencia entre medias de dos muestras emparejadas, donde se obtuvo el siguiente resultado p=0.00078, con lo cual se pudo determinar que existe una diferencia entre las medias de las muestras, permitiéndonos distinguir entre fatiga y no fatiga. Se concluye que el dispositivo Leap Motion es capaz de identificar de forma significativa las variaciones del temblor postural de fatiga en la mano de una población de jóvenes sanos, siempre y cuando se cumpla con las reglas de inclusión y el procedimiento anteriormente descrito para realizar las pruebas.

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Monteiro, Paulo Miguel Nepomuceno Pereira. "Optimização de receptores com pré-amplificação óptica para sistemas de elevado débito." Doctoral thesis, Universidade de Aveiro, 1999. http://hdl.handle.net/10773/17542.

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Abstract:

Doutoramento em Engenharia Eletrotécnica
O trabalho apresentado nesta tese é dedicado ao desenvolvimento, optimização e realização de receptores com pré-amplificação óptica e com processamento de sinal apropriados para sistemas de telecomunicaçóes de elevada capacidade - iguais ou superiores a 10 GbiVs - e a longa distância. É desenvolvido um estudo de filtros de pós-detecção para sistemas de recepção apropriados para sinais com o formato de retomo a zero (RZ), considerando. a minimização dos diversos factores que degradam o desempenho destes sistemas. São estudados aspectos relacionados com o seu desempenho e realizabilidade, quer em tecnologia híbrida planar microfita quer em tecnologia monolítica de Arsenieto de Gálio (MMIC). São propostas e comparadas analiticamente e experimentalmente diferentes estruturas de filtros de pós-detecção, desenvolvidos para sistemas de recepção de dados RZ a 10 Gbitls e a 15 Gbitís, tendo em conta o seu desempenho, a possibilidade de sintonia, a adaptação com os restantes subsistemas, o tamanho, o custo e a simplicidade de realização. O desempenho obtido com os filtros de pósdetecção, desenvolvidos para 10 Gbitls, são também comparados num sistema experimental de transmissão por solitão constituído por 200 Km de fibra monomodo normal. Filtros de igualação apropriados para sistemas não retomo a zero (NRZ), que utilizam o método de transmissão suportada pela dispersão (TSD), são também objecto de estudo. Foi desenvolvido um filtro em tecnologia MMIC, apropriado para sistemas TSD a 20 Gbitls, que apresenta uma frequência de corte electricamente sintonisável, a fim de ser adaptado a diferentes distâncias de transmissão ou a outro tipo condições de funcionamento. O ganho em sinal proporcionado por este filtro, a adaptação activa de impedâncias à entrada e à saída e o seu tamanho reduzido são outras vantagens relevantes. O filtro desenvolvido foi testado com sucesso em sistemas experimentais TSD a 20 Gbitls, com os comprimentos de fibra óptica monomodo normal de 40 Km e de 53 Km. As distâncias de transmissão conseguidas para um taxa de 20 Gbitls, em fibra óptica monomodo normal, sem a ajuda de repetidores ou igualadores de dispersão intercalados na fibra, encontram-se bem acima dos valores limites teóricos impostos pela dispersão cromática nos sistemas de modulação de intensidade e detecção directa. Nesta tese, é igualmente apresentado o estudo e a realização de unidades de recuperação de relógio, com a capacidade de extrair o sinal de sincronismo dos dados recebidos a 10 Gbitís e a 20 GbiVs. As unidades de recuperação desenvolvidas são baseadas numa estrutura em malha aberta, constituída por um circuito não-linear, por um filtro de muito elevado Q e por um andar de amplificação sintonizado. Das caracterizações experimentais dos protótipos desenvolvidos, verifica-se a eficiente recuperação do sinal de sincronismo, com valores de jitter bastante baixos e uma boa tolerância a alterações das condições de operação, tais como variações de temperatura, ou pequenos desvios no ritmo de transmissão.
This thesis is concerned with design, optimisation and realisation of optical preamplified receivers with signal processing strategies appropriate for high capacity - equal or greater than 10 Gbit/s - and long distance optical telecommunication systems. A range of post-detection filters appropriate for multigigabit return-to-zero (RZ) signalling, taking into account different system impairments inherent in high speed optical communication systems were investigated. It is assessed the performance and the feasibility of a range of practical realisations using hybrid and monolithic technology for 10 Gbit/s and 15 Gbit/s. Appropriate filter structures providing active impedance match and electrical adjustable transfer function to be used in adaptive receivers were study and designed. The performances of the designed post-detection filters for 10 Gbit/s are evaluated and compared in an experimental optical system based on soliton transmission with 200 Kin of standard single mode fibre (SMF). Electrical equalisers suitable for non-return to zero optical communications systems, based on dispersion supported transmission (DST) technique, were also investigated. It was designed a DST filter prototype in GaAs monolithic technology for 20 Gbit/s optical systems. The designed filter has the main advantage of being electrically adjustable, in order to provide optical system tolerance to different operating conditions and fibre lengths. It has also the advantages of providing a good input and output impedance match in a broadband frequency range and a small size. The filter was successfully tested in 20 Gbit/s DST systems with transmission distances of 40 Km and 53 Km. The achieved product bitratexdistances are well beyond the limit due to the chromatic dispersion. Clock recovery units appropriate for 10 Gbit/s and 20 Gbit/s optical receivers were also investigated, build and characterised. The designed units are based on open loop structures that includes a non-linear circuit, a very high Q filter and a narrow band amplifier. Particular emphasis has been put on the investigation of suitable structures in order to guarantee easy reproducibility, manufacturing and good performance, over a wide range of operating conditions, to make these units suitable for practical systems. The experimental characterisations of the developed prototypes show the ability to recovery the clock signal from the received data signal, with very low jitter and good tolerance to different operating temperatures and bit rate deviations.

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Dissertations / Theses on the topic 'Sistemas ópticos'

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