TESIS
Método SPPS para el análisis de problemas de propagación de ondas en fibra óptica de compensación de dispersión
Fecha
2018-05-09Registro en:
Alonzo Hernández, Ivonne Ivette . (2017). Método SPPS para el análisis de problemas de propagación de ondas en fibra óptica de compensación de dispersión (Maestría en Ciencias en Ingeniería de Telecomunicaciones). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Zacatenco, México.
Autor
Alonzo Hernández, Ivonne Ivette
Institución
Resumen
RESUMEN:
El trabajo que a continuación se presenta explica a detalle el análisis del
comportamiento de una DCF (Dispersion Compensating Fiber, o Fibra
Compensadora de Dispersión) con perfil de índice de refracción parabólico
considerando cambios en los parámetros para optimizar la dispersión que se
genera en los sistemas de comunicación.
Esto es posible utilizando métodos numéricos como lo es el método SPPS
(Spectral Parameter Power Series, o Series de Potencias de Parámetro Espectral)
del cual se puede obtener la solución de las ecuaciones de Bessel perturbadas
asociadas para cada longitud de onda. La ecuación de Bessel perturbada permite
modelar guías de onda cilíndricas, particularmente en nuestro caso, para el análisis
de fibras ópticas de índice gradual. Si se obtiene la ecuación característica
equivalente al problema espectral se pueden calcular los modos guiados de manera
analítica explícita [5] y éstos pueden ser utilizados para obtener la velocidad de
grupo de cada modo y así calcular las dispersiones de guía de onda, cromática,
intermodal y total. Además se pueden calcular otros parámetros como el índice de
grupo, la frecuencia normalizada, la constante de propagación normalizada y la
dispersión material.
Se eligió este tipo de fibra con el objetivo de mejorar sus características
detallando el rango de longitudes de onda de interés, y buscando lograr el
parámetro de dispersión más negativo en favor del sistema de comunicaciones. Se
considera en principio un tipo de fibra conocida con valores que definen su perfil
de índice de refracción de forma específica, que servirá como punto de referencia
para poder adaptar nuestra propuesta de mejora para el comportamiento de la
curva de dispersión.
ABSTRACT:
The following work explains in detail the analysis of the behavior of a DCF
(Dispersion Compensating Fiber) with a parabolic refraction index profile
considering changes in its parameters in order to optimize the dispersion that
is generated in this communication system.
This is possible using numerical methods such as the SPPS (Spectral
Parameter Power Series) method, from which the solution of the associated
perturbed Bessel equations for each wavelength can be obtained. The
perturbed Bessel equation allows us to model cylindrical waveguides,
particularly in our case, for the analysis of gradual index optical fibers. If the
characteristic equation for the spectral problem is obtained, the guided modes
can be calculated in an explicit analytical way [5] and these can be used to
obtain the group velocity of each mode and thus calculate the waveguide,
chromatic, intermodal and total dispersions. In addition, other parameters can
be calculated such as the group index, the normalized frequency, the
normalized propagation constant and the material dispersion.
This type of fiber was chosen in order to improve its characteristics by
detailing the range of wavelengths of interest, and seeking to achieve the
most negative dispersion parameter in favor of the communications system. It
is considered in principle a type of known fiber with values that define its
refractive index profile in a specific way, which will serve as a starting point of
reference to be able to adapt our improvement proposal for the behavior of
the dispersion curve.