Contribución al diseño y caracterización de fibras de cristal fotónico
Autor
Díaz Soriano, Antonio Manuel
Director/es
Dengra Santa-Olalla, AntonioEditor
Universidad de Córdoba, Servicio de PublicacionesFecha
2014Materia
TelecomunicacionesTransmisión de datos
Fibra óptica
Sistemas ópticas
Transformación rápida de Fourier (FFT)
Fibras de cristal fotónico (PCF)
METS:
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Mostrar el registro completo del ítemResumen
Uno de los campos que mayor desarrollo ha tenido en las pasadas décadas es el de las
telecomunicaciones, la sociedad de la información así lo ha demandado, dando lugar a
espectaculares avances en la cantidad y calidad de la transmisión de datos a través de redes de
satélites y fibra óptica. Ésta última, en concreto, se ha diversificado en diferentes familias y tipos,
aumentado su velocidad de transmisión e introduciendo multitud de nuevas propiedades
inimaginables en los primeros momentos de su desarrollo, las cuales han acabado encontrado
aplicación directa en numerosas áreas distintas de las telecomunicaciones.
Uno de los objetivos de la presente tesis es contribuir al estudio de la caracterización de
fibras ópticas y la transmisión de señales a través de las mismas. Para ello, se ha partido de las
técnicas clásicas de análisis numérico y se han implementado mejoras en cuanto a precisión de los resultados y disminución del tiempo de cómputo. La simulación del comportamiento de las fibras
antes de su fabricación es vital, ya que dicho proceso es complejo y caro, por lo que un
conocimiento previo de las propiedades del diseño deseado evita costes innecesarios.
Las técnicas más extendidas en el análisis y simulación de sistemas ópticos (entre ellos las
fibras ópticas) son de tipo pseudo-espectral, es decir, basadas en un análisis de los mismos a nivel
de frecuencias para después volver al dominio temporal. Dicho paso de un dominio a otro se realiza
a través de la transformada de Fourier, lo cual conlleva un alto coste computacional, el cual puede
aliviarse mediante el uso de la transformada rápida de Fourier (FFT). No obstante, pese a la
velocidad ganada con el uso de dicho algoritmo, las técnicas pseudo-espectrales siguen presentando
un elevado número de operaciones, lo cual implica un mayor tiempo de cálculo hasta obtener los
resultados y un incremento en el error asociado a los mismos. La presente tesis propone una serie de
técnicas numéricas que permiten atenuar este problema mediante la aplicación de esquemas de
diferencias finitas centradas de órdenes superiores de manera exclusiva (caracterización) o en
combinación con las técnicas pseudo-espectrales (propagación).
Como podrá apreciarse, los resultados obtenidos mediante la aplicación de dichos
algoritmos permiten alcanzar en menos tiempo unos resultados más precisos que los suministrados
por las técnicas clásicas de tipo pseudo-espectral. Dicha comparación se ha realizado a través de la
simulación de fibras de salto de índice y también de fibras de cristal fotónico (PCF). Éstas últimas
son una familia de fibras introducidas a finales de los años noventa, caracterizadas por una serie de
capilares rellenos de aire (u otras sustancias) practicados en su interior y que modifican sus
propiedades de manera determinante.