Implementação de operações lógicas em um interferômetro de Mach-Zehnder híbrido baseado em fibra de cristal fotônico

Abstract

Esta dissertação tem por objetivo implementar operações lógicas totalmente ópticas em um interferômetrodeMach-Zehnder(MZI)baseadoemfibradecristalfotônico. AsPCFspossuem alto valor do parâmetro de não linearidade (o que a diferencia da fibra óptica convencional), a não linearidade dessas fibras é proveniente de uma estrutura periódica em seu núcleo. O interferômetroécompostopordoisacopladores50:50emsérie(sendoqueumdosacopladores apresenta assimetria em seu núcleo) e possui uma diferença de fase em um dos seus braços. A assimetria é causada pela diferença entre os parâmetros de não linearidade de cada núcleo dos acopladores. Estudou-se também a transmissão de energia quando são considerados os efeitos dispersivos de segunda e terceira ordem e os efeitos não lineares de automodulação de fase, modulação de fase cruzada, espalhamento Raman intrapulso e self-steepening, as atenuações (perdas) foram desprezadas devido ao comprimento reduzido dos acopladores (cada acoplador medindo 1,8 cm). Os efeitos são considerados através da equação não linear generalizada de Schrodinger (ENLGS), esta equação é simulada pelo do método numérico de Runge-Kutta de quarta ordem clássico. O estudo foi realizado sob modulaçâo on off keying - OOK, em que os bits são definidos por pulsos do tipo secante hipérbolica com largura temporal a meia altura de 100 fs. Foram estudados três configurações distintas para o interferômetro de Mach-Zehnder proposto: na primeira configuração tem-se um interferômetro com um acoplador simétrico seguido de um acoplador assimétrico, a segunda configuração apresenta umMZIcomumacopladorassimétricoseguidodeumacopladorsimétrico,porfim,naterceira configuração tem-se o interferômetro com ambos os acopladores assimétricos. Obteve-se com esse estudo, portas e operações lógicas nas três configurações propostas. Na primeira configuraçãoimplementou-seasportasAND,operaçãoZEROeoperaçãoA(cid:48)·B. Comasegunda configuração proposta, é possível implemetar as portas XOR, porta OR, porta AND, operação ZERO e operação A(cid:48)·B. Na terceira configuração, implementou-se a porta OR, porta AND, a operaçãoZERO,operaçãoA(cid:48)·BeaoperaçãoA·B(cid:48)