Propagação em Guias de Onda Dielétricos (TGD-0050)

Ementa: Revisão da Equação de Ondas Eletromagnética; Revisão de Guias de Onda Metálicos: modos, frequência de corte, etc. Propagação da Luz em Guias de Ondas Planares: caso simétrico e assimétrico; Características Modais: constante de propagação, comprimento de onda de corte, perfil modal, perdas de propagação, dispersão; Propagação em guias ópticos em canal; Guia de onda dielétrico cilíndrico: propagação em fibras ópticas monomodo de perfil em degrau; Caracteristicas modais: distribuição transversal, constantes de propagação, relação de dispersão, comprimento de onda de corte, potência transmitida no núcleo e casca, etc. Dispersão Cromática em fibras ópticas: origens, características, fibras de dispersão deslocada ou planificada, compensação da dispersão em enlaces; Teoria de Modos Acoplados: Acopladores de fibra óptica Introdução à propagação não linear em fibras ópticas; Propagação de sólitons em fibra óptica - caso simplificado.

Syllabus: Helmholtz equation, modes in metallic waveguides, dispersion relation. Solution of the Helmholtz equation in planar dielectric waveguides: assimetric and symmetric structures. Modal characteristics: propagation constant, dispersion relation, modal profile, cut-off wavelenght, guided and evanescent fields. Propagation in channel waveguides: approximation methods. Dielectric cylindrical waveguides, the optical fiber: solution for step index fibers, propagation constant, dispersion relation, cut-off wavelength, transversal profile of the EM field, power propagation. Chromatic dispersion in optical fibers, origins, characteristics, effects on communication systems, dispersion-shifted fibers, dispersion compensating fibers. Coupled mode theory, optical fiber couplers, wavelength-dependent devices. Nonlinear propagation in optical fibers, origins and effects. Soliton propagation in optical fibers.