Photoinduced stable second-harmonic generation in chalcogenide glasses

We report on photoinduced second-harmonic generation (SHG) in chalcogenide glasses. Fundamental and second-harmonic waves from a nanosecond pulsed Nd:YAG laser were used to induce second-order nonlinearity in chalcogenide glasses. The magnitude of SHG in 20Ge . 20As . 60S glass was 10(4) larger than that of tellurite glass with a composition of 15Nb(2)O(5) . 85TeO(2) (mol.%). Moreover, no apparent decay of photoinduced SHG in 20Ge . 20As . 60S glass was observed after optical poling at room temperature. We suggest that the large and stable value of X-(2) is due to the induced defect structures and large X-(3) of the chalcogenide glasses. (C) 2001 Optical Society of America

Nd3+ doped silicate glass photonic crystal fibres

We report on the fabrication of two kinds of large core area Nd3+ doped silicate glass photonic crystal fibres, and demonstration of the fibre waveguiding properties. The measured minimum loss of one kind of fibres is 2.5 db/m at 660nm. The fibres sustain only a single mode at least over the wavelength range from 660nm to 980nm.

Roteamento e alocação de comprimento de onda em redes WDM segundo algoritmo baseado em regras da natureza.

O surgimento de novos serviços de telecomunicações tem provocado um enorme aumento no tráfego de dados nas redes de transmissão. Para atender a essa demanda crescente, novas tecnologias foram desenvolvidas e implementadas ao longo dos anos, sendo que um dos principais avanços está na área de transmissão óptica, devido à grande capacidade de transporte de informação da fibra óptica. A tecnologia que melhor explora a capacidade desse meio de transmissão atualmente é a multiplexação por divisão de comprimento de onda ou Wavelength Division Multiplexing (WDM) que permite a transmissão de diversos sinais utilizando apenas uma fibra óptica. Redes ópticas WDM se tornaram muito complexas, com enorme capacidade de transmissão de informação (terabits por segundo), para atender à explosão de necessidade por largura de banda. Nesse contexto, é de extrema importância que os recursos dessas redes sejam utilizados de forma inteligente e otimizada. Um dos maiores desafios em uma rede óptica é a escolha de uma rota e a seleção de um comprimento de onda disponível na rede para atender uma solicitação de conexão utilizando o menor número de recursos possível. Esse problema é bastante complexo e ficou conhecido como problema de roteamento e alocação de comprimento de onda ou, simplesmente, problema RWA (Routing and Wavelentgh Assignment problem). Muitos estudos foram realizados com o objetivo de encontrar uma solução eficiente para esse problema, mas nem sempre é possível aliar bom desempenho com baixo tempo de execução, requisito fundamental em redes de telecomunicações. A técnica de algoritmo genético (AG) tem sido utilizada para encontrar soluções de problemas de otimização, como é o caso do problema RWA, e tem obtido resultados superiores quando comparada com soluções heurísticas tradicionais encontradas na literatura. Esta dissertação apresenta, resumidamente, os conceitos de redes ópticas e de algoritmos genéticos, e descreve uma formulação do problema RWA adequada à solução por algoritmo genético.

Estudo dos modos de Plasmon em Fibras fracamente guiadas com camadas dielétricas sobre Filme Metálico.

Neste trabalho são analisados os quatro modos de plasmon, ligados simétrico (Sb) e assimétrico (ab), fuga pelo núcleo (ln) e fuga pela cobertura (lc), que se propagam em uma fibra óptica fracamente guiada envolta por um filme metálico. No filme metálico é depositada uma camada dielétrica extra e acima desta, uma outra denominada cobertura. A análise será desenvolvida para filmes metálicos de prata, paládio e ouro. Esta estrutura é muito útil na confecção de sensores ópticos.

Simulador MATLAB para Sistemas Ópticos WDM Amplificados.

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.

Análise dos Modos de Plasmon em Fibras Ópticas com Contraste Arbitrário de Índices de Refração.

Neste trabalho, é feita a análise dos modos de plasmon que se propagam em um filme metálico que cobre uma fibra óptica generalizada. Os modos de plasmon estudados são: Fuga pela Cobertura (lcv), Ligado Simétrico (Sb), Fuga pelo Núcleo (lcr) e Ligado Assimétrico (ab). Os filmes metálicos, para efeito de comparação, utilizados neste trabalho, são: a prata, o ouro e o paládio. Desenvolveu-se um modelo matemático do fenômeno eletromagnético e um software, que gerou um banco de dados que facilitasse a análise de estruturas, com diversas combinações de parâmetros. Com o banco de dados, foram obtidos diversos gráficos, que permitiram: analisar os modos de plasmon, verificar a atenuação das ondas e o comportamento do campo eletromagnético em cada região da estrutura. As confrontações entre as estruturas com filmes de: prata, ouro e paládio, permitiram concluir que aquelas elaboradas com os filmes de prata e de ouro são as que apresentam menores perdas, portanto, as recomendadas na confecção de sensores. Como a prata é mais acessível que o ouro, aconselha-se a sua utilização. A análise e os resultados deste trabalho são originais na literatura especializada.

High efficiency and broad bandwidth grating coupler between nanophotonic waveguide and fibre

A high efficiency and broad bandwidth grating coupler between a silicon-on-insulator (SOI) nanophotonic waveguide and fibre is designed and fabricated. Coupling efficiencies of 46% and 25% at a wavelength of 1.55 mu m are achieved by simulation and experiment, respectively. An optical 3 dB bandwidth of 45 nm from 1530 nm to 1575 nm is also obtained in experiment. Numerical calculation shows that a tolerance to fabrication error of 10 nm in etch depth is achievable. The measurement results indicate that the alignment error of +/-2 mu m results in less than 1 dB additional coupling loss.

Mode characteristics of metallically coated square microcavity connected with an output waveguide

Mode characteristics of a square microcavity with an output waveguide on the middle of one side, laterally confined by an insulating layer SiO2 and a p-electrode metal Au, are investigated by two-dimensional finite-difference time-domain technique. The mode quality (Q) factors versus the width of the output waveguide are calculated for Fabry-Peacuterot type and whispering-gallery type modes in the square cavity. Mode coupling between the confined modes in the square cavity and the guided modes in the output waveguide determines the mode Q factors, which is greatly influenced by the symmetry behaviors of the modes. Fabry-Peacuterot type modes can also have high Q factors due to the high reflectivity of the Au layer for the vertical incident mode light rays. For the square cavity with side length 4 mu m and refractive index 3.2, the mode Q factors of the Fabry-Peacuterot type modes can reach 10(4) at the mode wavelength of 1.5 mu m as the output waveguide width is 0.4 mu m.

Direct observation of coherent spin transfer processes in an InGaAs/GaAs quantum well via two-color time-resolved Kerr rotation measurements

A two-color time-resolved Kerr rotation spectroscopy system was built, with a femtosecond Ti:sapphire laser and a photonic crystal fiber, to study coherent spin transfer processes in an InGaAs/GaAs quantum well sample. The femtosecond Ti:sapphire laser plays two roles: besides providing a pump beam with a tunable wavelength, it also excites the photonic crystal fiber to generate supercontinuum light ranging from 500 nm to 1600 nm, from which a probe beam with a desirable wavelength is selected with a suitable interference filter. With such a system, we studied spin transfer processes between two semiconductors of different gaps in an InGaAs/GaAs quantum well sample. We found that electron spins generated in the GaAs barrier were transferred coherently into the InGaAs quantum well. A model based on rate equations and Bloch-Torrey equations is used to describe the coherent spin transfer processes quantitatively. With this model, we obtain an effective electron spin accumulation time of 21 ps in the InGaAs quantum well.

Ultra-dry oxygen atmosphere to protect tellurite glass fiber from surface crystallization

In this study we report on surface crystallization phenomena and propose a solution for the fabrication of long and robust tellurite glass fibers. The bulk tellurite glasses of interest were prepared by melting and quenching techniques. Tellurite glass preforms and fibers were fabricated by suction casting and rod-in-tube drawing methods, respectively. The surfaces of the tellurite bulk glass samples and of the drawn fibers prepared under different controlled atmospheres were examined by X-ray diffraction. When the tellurite glass fibers were drawn in ambient air containing water vapor, four primary kinds of small crystals were found to appear on the fiber surface, alpha-TeO(2), gamma-TeO(2), Zn(2)Te(3)O(8) and Na(2)Zn(3)(CO(3))(4)center dot 3H(2)O. A mechanism for this surface crystallization is proposed and a solution described, using an ultra-dry oxygen gas atmosphere to effectively prevent surface crystallization during fiber drawing. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Morphology of electrodeposited poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrene sulfonate) films

Poly(4-styrene sulfonate)-doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT/PSS) films with ring-, arrow-, and bubble-like microstructures have been electrochemically generated simply by a one-step cyclic voltammetry in an aqueous media. Influences of applied potentials and surfactant/dopant-PSS on morphology of the resulting film were investigated, and a gas bubble template mechanism has been proposed. The result confirmed a well-doping of PSS in the PEDOT film. Electrochemical property and conductivity of the micro-structured PEDOT/PSS film were investigated further. Similar preparation with potential applications in fabrication of microdevices and micro-sensors can be extended to other micro-structured conducting polymers.

SARV光纤收放装置的控制系统设计与实现

根据小型自治遥控水下机器人SARV的运动特性,研制了光纤微缆收放的控制系统。设计使用了嵌入式QNX软件开发技术,系统稳定可靠。采用系统辨识的方法,获得被控对象的等效数学模型。采用单神经元自适应PID控制器对控制参数进行在线自调节,实现了SARV在水中运动时光纤收放的恒张力控制,满足光纤收放装置的设计要求。

用光学阵列传感器的机器人物体分类系统

本文介绍用光学阵列传感器的机器人物体分类系统。传感器直接安装在机器人的两个手指上。被抓物体的阴影通过光导纤维传到安放在“安全区”的光敏元件上。计算机识别物体的轮廓后命令机器人抓握物体,并把它运送到指定的地点从而达到物体分类的目的。

Fiber-optic interferometric two-dimensional scattering-measurement system.

We present a fiber-optic interferometric system for measuring depth-resolved scattering in two angular dimensions using Fourier-domain low-coherence interferometry. The system is a unique hybrid of the Michelson and Sagnac interferometer topologies. The collection arm of the interferometer is scanned in two dimensions to detect angular scattering from the sample, which can then be analyzed to determine the structure of the scatterers. A key feature of the system is the full control of polarization of both the illumination and the collection fields, allowing for polarization-sensitive detection, which is essential for two-dimensional angular measurements. System performance is demonstrated using a double-layer microsphere phantom. Experimental data from samples with different sizes and acquired with different polarizations show excellent agreement with Mie theory, producing structural measurements with subwavelength accuracy.

Slow light with a swept-frequency source.

ct: We introduce a new concept for stimulated-Brillouin-scattering-based slow light in optical fibers that is applicable for broadly-tunable frequency-swept sources. It allows slow light to be achieved, in principle, over the entire transparency window of the optical fiber. We demonstrate a slow light delay of 10 ns at 1.55 μm using a 10-m-long photonic crystal fiber with a source sweep rate of 400 MHz/μs and a pump power of 200 mW. We also show that there exists a maximal delay obtainable by this method, which is set by the SBS threshold, independent of sweep rate. For our fiber with optimum length, this maximum delay is ~38 ns, obtained for a pump power of 760 mW.