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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/280| Modelado de la modulación cruzada de la polarización en amplificadores ópticos de semiconductor: aplicaciones a los sistemas de comunicaciones ópticas | |
| Ramón Gerardo Maldonado Basilio | |
| HORACIO SOTO ORTIZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Protocolos para redes de computadora,DVB-RCS,MPEG-4,DMIF,Conexión de Internet,Satélites artificiales en telecomunicaciones | |
| La modulación cruzada de la polarización (XPolM,Cross-Polarization Modulation) es un fenómeno no lineal que se presenta en la regiónactiva de un ampli?cador óptico de semiconductor (SOA, Semiconductor OpticalAmpli?er) y se ha utilizado recientemente en la instrumentación de diferentesbloques de procesamiento de señales en el dominio completamente óptico. Talesbloques de procesamiento son considerados elementos imprescindibles para eldesarrollo de los futuros sistemas fotónicos de telecomunicaciones de altavelocidad (cientos de Giga bits por segundo), donde la información estransmitida y guiada a través de ?bras ópticas. Esto se debe a que dichosbloques o subsistemas posibilitan la instrumentación de una amplia gama defunciones completamente ´ópticas sin la necesidad de realizar ninguna conversiónóptica-eléctrica (OE) ni eléctrica-óptica (EO). En efecto, la conversión OE-EOconstituye una de las principales desventajas y cuellos de botella de losactuales sistemas de telecomunicaciones basados en bloques de procesamientoopto-electrónicos. Algunas de las funciones más importantes que se hanestudiado e implementado actualmente utilizando el fenómeno de la XPolM dentrode SOAs son la conversión en longitud de onda, la conmutación óptica, laspuertas lógicas, los elementos de memoria y los registros de corrimiento, etc.Las funciones completamente ópticas desarrolladas hasta ahora utilizando el fenómenode la XPolM representan, sin embargo, solamente un pequeño conjunto de lasaplicaciones potenciales que se pueden realizar con la ayuda de éste fenómeno.En este sentido, se trata de un fenómeno no completamente explotadoexperimentalmente ni completamente comprendido teóricamente. Por lo tanto, el interésy la motivación fundamentales del presente trabajo de tesis son obtener unamejor comprensión del fenómeno de la XPolM y poder así predecir sucomportamiento a través de un modelo semi-clásico basado en la matriz de densidad en donde seconsideran las características intrínsecas del material semiconductor de la regiónactiva de un SOA masivo (bulkSOA). En el modelo desarrollado, la perturbacióndel medio ampli?cador provocada por la propagación de un campo electromagnéticoa través de éste se modela considerando una distribución longitudinal no homogéneade la densidad de portadores a lo largo de toda la región activa del SOA. Enotras palabras, se utiliza la técnica de modelado por secciones para determinarla perturbación sobre el medio activo y la propagación del campo electromagnéticodentro del ampli?cador. Posteriormente, considerando que la birrefringenciainducida es el principal mecanismo físico que interviene en la manifestacióndel fenómeno de la XPolM, se utiliza el método del índice efectivo paraanalizar la guía de onda constituida por el SOA masivo bajo estudio. De estamanera, se plantea una metodología con la que es posible calcular labirrefringencia estructural y la birrefringencia inducida a lo largo de toda laregión activa de un SOA masivo. Finalmente, utilizando un banco experimentalestable y repetitivo que permite la caracterización del fenómeno de la XPolMdentro de un SOA masivo, se realiza la comparación y validación de losresultados obtenidos con nuestro modelo desarrollado. In the last few years, the Cross-Polarization Modulation (XPolM) non-linear mechanism developed into a Semiconductor Optical Ampli?er (SOA) has been investigated for the implementation of a number of all-optical signal processing functionalities or subsystems. Such subsystems are regarded as essential elements for the development and practical implementation of the future ?bre-based photonic telecommunication systems operating at very high speed (Tera-bits per second). They allow a variety of all-optical functionalities to be implemented because there is no necessity for any optical-electrical (OE) or electrical-optical (EO) conversions. As a matter of fact, the OE-EO conversions are one of the main drawbacks and bottle-necks of the current opto-electronic telecommunication systems. Among the most important all-optical XPolM-based functionalities recently investigated are wavelength conversion, optical switching, logic gates, memory elements and shift registers. The all-optical XPolM-based functionalities investigated so far constitute, however, a small group of potential applications achieved with this non-linear mechanism. Furthermore, there are still many aspects to be theoretically understood and experimentally exploited by using the XPolM phenomenon. In this context, the main aim and fundamental motivation of the current PhD Thesis are a better comprehension of the XPolM phenomenon allowing its performance prediction through the development of a semi-classic model based on the density-matrix equations. The intrinsic characteristics of the semiconductor active region have also been considered. In the developed model, the perturbation on the ampli?er generated by the propagation of an electro-magnetic ?eld is modeled through a non-homogeneous carrier density distribution along the SOA active region. In other words, in order to determine the perturbation on the active region by the propagation of an electro-magnetic ?eld, a sectioning-model technique has been investigated and applied. On the other hand, assuming the induced birefringence is the main physical mechanism taking part in the XPolM manifestation, the e?ective index method has been used to analyze the SOA waveguide behavior. Moreover, a methodology allowing the numerical estimation of the structural and induced birefringences along the SOA active region has been proposed. Finally, the validation and comparison of our simulation results to experimental measurements has been addressed, obtaining an excellent agreement. | |
| CICESE | |
| 2009 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Maldonado Basilio,R.G.2009. Sintonización óptima de controladores, aplicación a un péndulo invertido. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 137 pp. | |
| TECNOLOGÍA DE LAS TELECOMUNICACIONES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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