886 resultados para optical modulation


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O presente trabalho tem como objectivo o estudo e projecto de receptores optimizados para sistemas de comunicações por fibra óptica de muito alto débito (10Gb/s e 40Gb/s), com a capacidade integrada de compensação adaptativa pós-detecção da distorção originada pela característica de dispersão cromática e de polarização do canal óptico. O capítulo 1 detalha o âmbito de aplicabilidade destes receptores em sistemas de comunicações ópticas com multiplexagem no comprimento de onda (WDM) actuais. O capítulo apresenta ainda os objectivos e principais contribuições desta tese. O capítulo 2 detalha o projecto de um amplificador pós-detecção adequado para sistemas de comunicação ópticos com taxa de transmissão de 10Gb/s. São discutidas as topologias mais adequadas para amplificadores pós detecção e apresentados os critérios que ditaram a escolha da topologia de transimpedância bem como as condições que permitem optimizar o seu desempenho em termos de largura de banda, ganho e ruído. Para além disso são abordados aspectos relacionados com a implementação física em tecnologia monolítica de microondas (MMIC), focando em particular o impacto destes no desempenho do circuito, como é o caso do efeito dos componentes extrínsecos ao circuito monolítico, em particular as ligações por fio condutor do monólito ao circuito externo. Este amplificador foi projectado e produzido em tecnologia pHEMT de Arsenieto de Gálio e implementado em tecnologia MMIC. O protótipo produzido foi caracterizado na fábrica, ainda na bolacha em que foi produzido (on-wafer) tendo sido obtidos dados de caracterização de 80 circuitos protótipo. Estes foram comparados com resultados de simulação e com desempenho do protótipo montado num veículo de teste. O capítulo 3 apresenta o projecto de dois compensadores eléctricos ajustáveis com a capacidade de mitigar os efeitos da dispersão cromática e da dispersão de polarização em sistemas ópticos com débito binário de 10Gb/s e 40Gb/s, com modulação em banda lateral dupla e banda lateral única. Duas topologias possíveis para este tipo de compensadores (a topologia Feed-Forward Equalizer e a topologia Decision Feedback Equaliser) são apresentadas e comparadas. A topologia Feed-Forward Equaliser que serviu de base para a implementação dos compensadores apresentados é analisada com mais detalhe sendo propostas alterações que permitem a sua implementação prática. O capítulo apresenta em detalhe a forma como estes compensadores foram implementados como circuitos distribuídos em tecnologia MMIC sendo propostas duas formas de implementar as células de ganho variável: com recurso à configuração cascode ou com recurso à configuração célula de Gilbert. São ainda apresentados resultados de simulação e experimentais (dos protótipos produzidos) que permitem tirar algumas conclusões sobre o desempenho das células de ganho com as duas configurações distintas. Por fim, o capítulo inclui ainda resultados de desempenho dos compensadores testados como compensadores de um sinal eléctrico afectado de distorção. No capítulo 4 é feita uma análise do impacto da modulação em banda lateral dupla (BLD) em comparação com a modulação em banda lateral única (BLU) num sistema óptico afectado de dispersão cromática e de polarização. Mostra-se que com modulação em BLU, como não há batimento entre portadoras das duas bandas laterais em consequência do processo quadrático de detecção e há preservação da informação da distorção cromática do canal (na fase do sinal), o uso deste tipo de modulação em sistemas de comunicação óptica permite maior tolerância à dispersão cromática e os compensadores eléctricos são muito mais eficientes. O capítulo apresenta ainda resultados de teste dos compensadores desenvolvidos em cenários experimentais de laboratório representativos de sistemas ópticos a 10Gb/s e 40Gb/s. Os resultados permitem comparar o desempenho destes cenários sem e com compensação eléctrica optimizada, para os casos de modulação em BLU e em BLD, e considerando ainda os efeitos da dispersão na velocidade de grupo e do atraso de grupo diferencial. Mostra-se que a modulação BLU em conjunto com compensação adaptativa eléctrica permite um desempenho muito superior á modulação em BLD largamente utilizada nos sistemas de comunicações actuais. Por fim o capítulo 5 sintetiza e apresenta as principais conclusões deste trabalho.

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Dissertação de Mestrado, Engenharia Eléctrica e Electrónica, Ramo de Tecnologias de Informação e Telecomunicações, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2009

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The basic mechanism underlying electric field switching produced by a resonant tunneling diode (RTD) is analyzed and the theory compared with experimental results; agreement to within 12% is achieved. The electroabsorption modulator (EAM) device potential of this effect is explored in an optical waveguide configuration. It is shown that a RTD-EAM can provide significant absorption coefficient change, via the Franz– Keldysh effect, at appropriate optical communication wavelengths around 1550 nm and can achieve up to 28-dB optical modulation in a 200- m active length device. The advantage of the RTD-EAM over the conventional reverse-biased p–n junction EAM, is that the RTD-EAM has, in essence, an integrated electronic amplifier and, therefore, requires considerably less switching power.

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The recent remarkable growth in bandwidth of both wired optical and wireless access networks supports a burst of new high bandwidth Internet applications such as: peer-topeer file sharing, cloud storage, on-line gaming, video streaming, etc. Within this scenario, the convergence of fixed and wireless access networks offers significant opportunities for network operators to satisfy user demands, and simultaneously reduce the cost of implementing and running separated wireless and wired networks. The integration of wired and wireless network can be accomplished within several scenarios and at several levels. In this thesis we will focus on converged radio over fiber architectures, particularly on two application scenarios: converged optical 60 GHz wireless networks and wireless overlay backhauling over bidirectional colorless wavelength division multiplexing passive optical networks (WDM-PONs). In the first application scenario, optical 60 GHz signal generation using external modulation of an optical carrier by means of lithium niobate (LiNbO3) Mach- Zehnder modulators (MZM) is considered. The performance of different optical modulation techniques, robust against fiber dispersion is assessed and dispersion mitigation strategies are identified. The study is extended to 60 GHz carriers digitally modulated with data and to systems employing subcarrier multiplexed (SCM) mm-wave channels. In the second application scenario, the performance of WDM-PONs employing reflective semiconductor optical amplifiers (RSOAs), transmitting an overlay orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) wireless signal is assessed analytically and experimentally, with the relevant system impairments being identified. It is demonstrated that the intermodulation due to the beating of the baseband signal and wireless signal at the receiver can seriously impair the wireless channel. Performance degradation of the wireless channel caused by the RSOA gain modulation owing to the downstream baseband data is also assessed, and system design guidelines are provided.

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A novel structure , based on a wedge shaped configuration, is presented . This structure , previously used in one of his forms,for refraction index measurements is analysed in this paper. The results obtained give the possibility of his use in electro snd magneto-optical modulation and deflection.

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This thesis studied the effect of (i) the number of grating components and (ii) parameter randomisation on root-mean-square (r.m.s.) contrast sensitivity and spatial integration. The effectiveness of spatial integration without external spatial noise depended on the number of equally spaced orientation components in the sum of gratings. The critical area marking the saturation of spatial integration was found to decrease when the number of components increased from 1 to 5-6 but increased again at 8-16 components. The critical area behaved similarly as a function of the number of grating components when stimuli consisted of 3, 6 or 16 components with different orientations and/or phases embedded in spatial noise. Spatial integration seemed to depend on the global Fourier structure of the stimulus. Spatial integration was similar for sums of two vertical cosine or sine gratings with various Michelson contrasts in noise. The critical area for a grating sum was found to be a sum of logarithmic critical areas for the component gratings weighted by their relative Michelson contrasts. The human visual system was modelled as a simple image processor where the visual stimuli is first low-pass filtered by the optical modulation transfer function of the human eye and secondly high-pass filtered, up to the spatial cut-off frequency determined by the lowest neural sampling density, by the neural modulation transfer function of the visual pathways. The internal noise is then added before signal interpretation occurs in the brain. The detection is mediated by a local spatially windowed matched filter. The model was extended to include complex stimuli and its applicability to the data was found to be successful. The shape of spatial integration function was similar for non-randomised and randomised simple and complex gratings. However, orientation and/or phase randomised reduced r.m.s contrast sensitivity by a factor of 2. The effect of parameter randomisation on spatial integration was modelled under the assumption that human observers change the observer strategy from cross-correlation (i.e., a matched filter) to auto-correlation detection when uncertainty is introduced to the task. The model described the data accurately.

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A hybrid silicon-core, silica-clad microspherical resonator has been fabricated from the semiconductor core fiber platform. Linear and nonlinear characterization of the resonator properties have shown it to exhibit advantageous properties associated with both materials, with the low loss cladding supporting high quality (Q) factor whispering gallery modes which can be tuned through the nonlinear response of the crystalline core. By exploiting the large wavelength shift associated with the Kerr nonlinearity, we have demonstrated all-optical modulation of a weak probe on the timescale of the femtosecond pump pulse. This novel geometry offers a route to ultra-low loss, high-Q silica-based resonators with enhanced functionality.

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Graphitic like layered materials exhibit intriguing electronic structures and thus the search for new types of two-dimensional (2D) monolayer materials is of great interest for developing novel nano-devices. By using density functional theory (DFT) method, here we for the first time investigate the structure, stability, electronic and optical properties of monolayer lead iodide (PbI2). The stability of PbI2 monolayer is first confirmed by phonon dispersion calculation. Compared to the calculation using generalized gradient approximation, screened hybrid functional and spin–orbit coupling effects can not only predicts an accurate bandgap (2.63 eV), but also the correct position of valence and conduction band edges. The biaxial strain can tune its bandgap size in a wide range from 1 eV to 3 eV, which can be understood by the strain induced uniformly change of electric field between Pb and I atomic layer. The calculated imaginary part of the dielectric function of 2D graphene/PbI2 van der Waals type hetero-structure shows significant red shift of absorption edge compared to that of a pure monolayer PbI2. Our findings highlight a new interesting 2D material with potential applications in nanoelectronics and optoelectronics.

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The effect of Raman scattering on co-propagation of two short optical pulses is considered. The intra pulse Raman scattering causes the self-frequency shift of each pulse. The effect of the inter pulse Raman scattering is to enhance the frequency shift while the stimulated Raman scattering (SRS) term suppresses (enhances) the frequency shift if the center frequency difference between the optical pulses falls to the right (left) of the Raman gain peak. An expression for the frequency shift as a function of the propagation distance is obtained.

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We demonstrate theoretically that the negatively chirped femtosecond laser pulse can be spectrally narrowed by cross-phase modulation. The new view is well Supported by numerical simulation. The negative chirp method in fibers might be useful in all optical wavelength switching applications. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.