ANÁLISE DA PROPAGAÇÃO DE SÓLITONS EM FIBRAS ÓTICAS

Neste trabalho, a propagação de sólitons em fibras óticas é analisada através de simulação numérica da equação não linear de Schrödinger, a qual descreve a propagação de pulsos óticos em fibras monomodo do tipo degrau. Uma vez que soluções analíticas para esta equação só podem ser obtidas em alguns casos específicos, implementaram-se dois métodos numéricos, possibilitando a análise da evolução de diferentes formas de pulsos incidentes ao longo de fibras com propriedades diversas de atenuação, dispersão e não linearidades. O método da propagação de Raios, cujo desempenho mostrou-se superior ao do método da série de Fourier, foi o escolhido para a obtenção dos resultados aqui apresentados. Várias características do sóliton fundamental, dos sólitons de ordens superiores, dos sólitons escuros e do fenômeno da interação entre pulsos adjacentes são apresentadas e discutidas, levando-se em consideração as possíveis implicações no desempenho de sistemas óticos. Contrabalançando os efeitos da dispersão da fibra com os efeitos não lineares da automodulações de fase, o que permite sua propagação sem alteração de forma, os sólitons encontram potencial aplicação na transmissão de altas taxas a longas distâncias.In this work, soliton propagation in optical fibres is analysed by means of numerical simulation of the nonlinear Schrödinger equation, which governs optical pulse propagation in step-index monomode fibres. Since analytic solutions to this equation are admitted only for some specific cases, two numerical methods have been implemented in order to study the evolution of different kinds of input pulses, under the effects of attenuation, dispersion and nonlinearities. Showing a better performance than the Fourier Series Method in a comparative test, the Beam Propagation Method has been chosen to obtain the results here presented. Many characteristics of the fundamental, higher order and dark solitons, as well as interaction phenomena between adjacent pulses, are investigated, taking into account possible implications on optical systems performance. By properly counteracting the effects of fibre dispersion and nonlinearities, solitons can propagate without changing its shape, finding potential application in high bit-rate long distance optical communication systems