Fibra de crital fotônico: fundamentação e aplicações

The main purpose of this dissertation, consists of the study and analysis of the PBG (Photonic Band Gap )..tecnology incorporated in optical fiber structures. So, we'l1 present a complete PBG structure theory, and folowing this, we'l1 present also a chapter for convencional optical fiber, due to the need to construct the base theory of them, and latter a more complete work about photonic crystal fiber. Finaly, we'l1 show the results of the signals , dispersion, and obtained curves under the right dimensions according to the required signals, for convencional optical and photonic crystal fiber. Knowing that PBG crystals with low losses act as perfect mirrors for forbidden frequences and knowing that the persence of structures of PBG as substrates, brings some desirable characteristics such as spontaneous emition supression and superficial waves. We' 11 show according to these characteristics its applications in telecomunication. Therefore, the enphasis of this work is to show that the optical fibers are the only practible thing to integrate the enormous quantity of data and video at intemet' s market, developing, manipulating, changing, and multiplexing the optical fibers chanels in an area where we expect that the photonic crystals has an important hole, since the photonic crystals can be projected and made to avoid losses in the bands of certain wavelength which permits the increase in efficiency ofthe optical components projected with crystals. A sequence of this work would be the utilisation of the PBG structures in the new system of optical network without fiber developed by Bell laboratories of the lucent tecnology, last year using light rays for transmiting information through the air. The new system of optical networks without fiber will permit sending the data of 15 cd-rooms in less then one second, what represents 65 times more information than those transmitted through the actual radio frequences

O principal objetivo desta dissertação consiste no estudo e análise da tecnologia PBG (Photonic Band Gap) incorporada na estrutura da fibra óptica. Sendo assim será apresentada toda uma teoria de estruturas PBG e em seguida será apresentado um capítulo de fibra ótica convencional devido a necessidade da construção de uma base da teoria destas, para assim um posterior detalhamento da fibra de cristal fotônico. Finalizando mostraremos os resultados de sinais com a presença destas estruturas, dispersões em função de espaçamento entre fibras e demais curvas obtidos para as devidas dimensões de acordo com o sinal requerido. Assim como uma comparação entre curvas plotadas para a fibra ótica convencional e para a fibra de cristal fotônico. Tendo em vista que cristais PBG com baixas perdas agem como espelhos perfeitos para faixas de freqüências proibidas, e sabendo que a presença de estruturas PBG (Photonic Band Gap) como substratos proporcionam certas características desejáveis, tais como a supressão de emissão espontânea e de ondas superficiais, são mostradas aplicações dentro das telecomunicações. A ênfase deste trabalho é mostrar que a fibra ótica é a única escolha viável para integrar as grandes quantidades de sinais de dados e vídeo no mercado de Internet desenvolvido, manipulando, mudando e multiplexando canais de fibras óticas, uma área onde o cristal fotônico tem um papel importante. Os cristais fotônicos podem ser projetados e fabricados de maneira que não tenham nenhuma perda nas bandas de certos comprimentos de ondas solicitado, o que permite o aumento da eficiência de componentes ópticos projetados com base no cristal. Uma seqüência deste trabalho é a utilização de estruturas PBG nos transmissores ópticos do novo sistemas de rede óptica sem fibra desenvolvido pelos Laboratórios BelI da Lucent Technologies no ano passado. São utilizados raios de luz para transmitir a informação diretamente pelo ar. O novo sistema de redes ópticas "sem fibras" possibilita o envio de dados contidos em 15 CD-ROMs em menos de um segundo, o que representa 65 vezes mais informação do que podem transmitir as freqüências atuais de rádio