Propagação de sólitons em fibras óticas dissipativas

Propagação de sólitons em fibras óticas dissipativas

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0375.2019v40n2p97

Palavras-chave:

Comunicação Óptica, Soliton, Diferenças Finitas, Dissipação, Amplificação Não Linear.

Resumo

Neste trabalho estudamos a propagação de solitons em fibras ópticas com perdas. O principal objetivo deste trabalho é estudar a perda de energia da onda soliton durante a propagação e avaliar o impacto dessa perda na transmissão do sinal soliton. Neste contexto, um esquema numérico foi desenvolvido para resolver um sistema de equações diferenciais parciais complexas (EDPC), que descreve a propagação de solitons em fibras óticas com mecanismos de perdas e de amplificações não-lineares. O procedimento numérico é baseado na teoria matemática das séries de Taylor para funções complexas. Adaptamos o método de diferenças finitas (MDF) para aproximar derivadas de funções complexas. Em seguida, resolvemos o sistema algébrico resultante da discretização, implicitamente, por meio do método de Gauss-Seidel com relaxamento (MGSR). O estudo numérico do sistema de EDPC com atenuação linear e cúbica mostrou que ondas soliton sofrem efeitos de atenuação, dispersão e oscilação. Por outro lado, verificamos que ao considerar o termo não linear (termo cúbico) como uma amplificação ótica é possível compensar parcialmente a atenuação do sinal ótico. Finalmente, mostramos que um ganho de 9 % triplica a distância de propagação da onda soliton fundamental, quando a taxa de dissipação é de 1 %.

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Biografia do Autor

Caroline Dall'Agnol, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Mestre. Profa. da  Universidade Tecnológica Federal do Paraná - UTFPR, Câmpus Dois Vizinhos, Pr, Brasil

Paulo Laerte Natti, Universidade Estadual de Londrina

Doutor em Física pela Universidade de São Paulo (IFUSP) e pós-doutorado pelo Instituto de Física Teórica - São Paulo (IFT-UNESP). Professor associado do Departamento de Matemática da Universidade Estadual de Londrina (UEL).

Eliandro Rodrigues Cirilo, Universidade Estadual de Londrina

Doutor em Ciências de Computação e Matemática Computacional pela Universidade de São Paulo. Professor da Universidade Estadual de Londrina.

Neyva Maria Lopes Romeiro, Universidade Estadual de Londrina.

Doutora em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro UFRJ/COPPE. Professora da Universidade Estadual de Londrina.

Érica Regina TakanoNatti, Pontifícia Universidade Católica do Paraná

Doutora em Física Matemática pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo. Professora da Pontifícia Universidade Católica do Paraná - Campus Londrina.

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Publicado

2019-12-18

Como Citar

Dall’Agnol, C., Natti, P. L., Cirilo, E. R., Romeiro, N. M. L., & TakanoNatti, Érica R. (2019). Propagação de sólitons em fibras óticas dissipativas. Semina: Ciências Exatas E Tecnológicas, 40(2), 97–106. https://doi.org/10.5433/1679-0375.2019v40n2p97

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