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Multiplexores de fibra óptica para tecnología WDM en comunicaciones ópticas
Optical fiber multiplexers for WDM technology in optical communications
MARCO ANTONIO FELIX LOZANO
David Salazar Miranda
Acceso Abierto
Atribución
Multiplexor,Acoplador de fibra óptica,Interferómetro Mach-Zehnder
En este trabajo se presenta el estudio teórico y experimental de multiplexores y demultiplexores compuestos por acopladores de fibras ópticas fusionadas y adelgazadas, con enfoque particular en obtener dispositivos multiplexores/demultiplexores que puedan cubrir un amplio rango de operación para diferentes sistemas WDM y DWDM.Se proponen dos tipos de dispositivos distintos: acopladores individuales diseñados para tener selectividad en longitud de onda, y dispositivos interferométricos tipo Mach-Zehnder compuestos por dos acopladores simétricos. Se realizaron estudios teóricos y experimentales sobre estos dos dispositivos, los cuales comprenden análisis teórico de funcionamiento, identificación de parámetros que dependen de la longitud de onda durante el proceso de fabricación, desarrollo de métodos y sistemas para fabricación, y caracterización de ambos tipos de dispositivos fabricados. Se inició trabajando con acopladores de fibras ópticas fusionadas y adelgazadas, pero éstos presentaron limitantes para separación de longitudes de onda con 4 nm o menor diferencia. Por este motivo, se optó por utilizar interferómetros Mach-Zehnder de fibra óptica, con los que además de haber superado estas limitantes tecnológicas al obtener una separación de longitudes de onda con diferencia de 0.08 nm, se supera la capacidad actual para multiplexión y demultiplexión en sistemas DWDM (~0.2 nm).Para entender y poder explicar de una mejor manera el comportamiento WDM de ambos dispositivos, fue necesario realizar un estudio teórico y experimental sobre el comportamiento de la luz que se propaga a través de las fibras ópticas adelgazadas que componen los dispositivos fabricados.En lo que respecta a las aportaciones tecnológicas de este trabajo realizado, se presenta el desarrollo de un sistema para fabricar acopladores, el cual se basa en trabajos previos realizados por el grupo de óptica integrada de CICESE, agregando nuevas ideas para mejorar el proceso de fabricación de acopladores. Además se obtuvieron ecuaciones para determinar la separación de longitud de onda para ambos dispositivos, basadas en datos experimentales del proceso de fabricación de ambos dispositivos, las cuales ofrecen
In this work, a theoretical and experimental study of multiplexers and demultiplexers composed by fused bitapered fiber optic couplers is presented, with a particular focus on obtaining multiplexer/demultiplexer devices that can cover a wide range of operation for different WDM and DWMD systems.Two types of devices are presented: wavelength selective designed couplers and Mach-Zehnder interferometric devices composed by two symmetrical couplers. Theoretical and experimental studies on these devices were made, in which the following are included: theoretical operation analysis, identification of wavelength dependent parameters during the fabrication process, development of fabrication methods and systems, and spectral characterization setups for both devices. We began working with fused bitapered fiber optic couplers, but these devices presented limitations for separating two wavelengths with 4 nm or narrower difference. For this reason, we decided to use all fiber Mach-Zehnder interferometers, which besides overriding the technological problem found in couplers by separating two wavelengths with 0.08 nm difference, they surpass the capacity of the currently narrower wavelength separation DWDM systems (0.2 nm).In order to understand and explain in the best possible manner the WDM behavior of both devices, it was necessary to theoretically and experimentally study the propagation of light through the tapered optical fibers that compose the fabricated couplers.With respect to the technological knowledge provided by this work, the development of a fused bitapered fiber optic couplers fabrication system is presented, which is based on previous work done by the Integrated Optics group at CICESE, adding new ideas to improve the couplers fabrication method. Besides this, equations that determine the wavelength separation capacity of both devices were obtained, based on the fabrication process experimental data. These equations provide great help for multiplexers and demultiplexers design.
CICESE
2007
Tesis de doctorado
Español
Félix Lozano, M.A.2007.Multiplexores de fibra óptica para tecnología WDM en comunicaciones ópticas.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.137 pp
ÓPTICA
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