Estudio de redes de difracción en fibra para su aplicación en comunicaciones ópticas

Abstract

La Tesis Doctoral que a continuación se presenta se ha
desarrollado en el marco de trabajo de los componentes fotónicos
pasivos conocidos como redes de difracción de Bragg en fibra. En
primer lugar, se ha hecho una breve revisión histórica de la evolución
de los sistemas de comunicaciones ópticas por fibra, para situar el
nacimiento de estas redes de difracción y poder explicar porqué se han
convertido en un componente clave para la evolución de las futuras
redes ópticas.
En la primera parte de la Tesis, que se compone de los Capítulos
3, 4 y 5, se desarrolla el modelo general que se utilizará para la
caracterización y estudio de las redes de difracción, y se aplica al
proceso de crecimiento de estas redes en el núcleo de la fibra y a la
caracterización completa de los diferentes tipos de redes de
difracción. El modelo desarrollado constituye la base de los
resultados que han sido obtenidos, y está basado en la discretización
del componente por debajo del periodo de red, en teoría de matrices de
transferencia y en propagación de ondas electromagnéticas a través de
medios dieléctricos. Este modelo ha permitido explicar los distintos
fenómenos que se observan experimentalmente en el proceso de
fotoimprimir la red de difracción en el núcleo de la fibra, así como
caracterizar completamente al dispositivo mediante el cálculo de los
campos internos, en el dominio de la frecuencia y en el dominio del
tiempo, que viajan a su través en los sentidos codireccional y
contradireccional.
La segunda parte de la Tesis está orientada a la aplicación de
herramientas de teoría de señal al análisis y síntesis de redes de
difracción. Primeramente, en el Capítulo 6 se desarrolla un algoritmo,
basado en las transformadas de Hilbert y Wienner-Lee, para recuperar
la característica de fase del coeficiente de reflexión en campo a
partir de su característica en amplitud. Los resultados demuestran que
esta reconstrucción es posible cuando el coeficiente de reflexión en
campo es una función de fase mínima. El Capítulo 7 se orienta más a la
síntesis de redes de difracción desde una nueva perspectiva, haciendo
uso de la ya conocida aproximación de Fourier e introduciendo el
análisis Tiempo - Frecuencia para la identificación de estructuras de
red de difracción y reconstrucción del periodo de red.
La tercera y última parte de la Tesis (Capítulo 8) se centra en
la propuesta de nuevos dispositivos fotónicos basados en redes de
difracción, para su aplicación en sistemas de comunicaciones ópticas.
En particular, se ha trabajado en el campo de los sistemas de
comunicaciones con multiplexación por longitud de onda, para los
cuales se han propuesto un selector de canal sintonizable que trabaja
en transmisión, y un nuevo diseño de red de difracción en fibra cuya
característica de filtrado espectral se aproxima al filtro ideal.
Para finalizar, en el Capítulo 9 se resumen las conclusiones que
se han obtenido y se describen las líneas futuras de trabajo que
quedan abiertas.