Filtros aotf

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TRABAJO DE SIMULACION NUMERO 3 FILTROS AOT

MATERIA: PRINCIPIOS BÁSICOS DE COMUNICACIÓN POR FIBRA ÓPTICA FECHA: LUNES 23 DE MAYO

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE INGENIERÍA 2011

El filto acústico-optico es un dispositivo de estado sólido el cual opera bajo el principio de difracción acusto óptica en un medio anisotropico (medio en el cual sus propiedades depende de la direcciónescogida). Este tipo de filtro es sintonizable en un gran rango espectral ingresándole una señal de radio frecuencia de determinada frecuencia y entre sus ventajas esta tener gran apertura angular mientras mantiene alta resolución espectral, intensidad inherente y capacidad de modulación de longitud de onda. Su construcción está basada en la interacción del sonido y a luz, en este caso una ondaacústica es usada para crear una rejilla de bragg en una guía de onda, la cual es luego utilizada para realizar la selección de la longitud de onda. Principio de operación

El dispositivo de la figura anterior consiste en una guía de onda construida con un material birrefringente. Para este modelo simple se supone que la señal de entrada está completamente en un modo transversal eléctrico TE, y unpolarizador, el cual solo admite señales en modo TM es colocado en la salida. Por medio del transductor acústico, una parte de la señal de entrada es convertida a modo TM, mientras que el resto de la señal seguirá en modo TE, entonces el polarizador de la salida solo permitirá el paso de la señal que fue convertida, con lo que se obtiene un filtro pasabanda sintonizable, ya que la longitud de ondaescogida es seleccionada por medio de una señal de radiofrecuencia aplicada al dispositivo. La conversión del modo TE al modo TM es realizada por el AOTF lanzando a la guía onda una onda acústica en la misma dirección o en dirección opuesta de la señal óptica, como resultado de esta onda acústica, la densidad del medio varia periódicamente, y esta variación de la densidad es igual a la longitud deonda de la señal acústica. Esta variación periódica actúa como una rejilla de bragg, en la cual,

bajo ciertas condiciones, realiza la conversión de la luz de modo TE a modo TM. Esta condición es la siguiente:

Donde nTM y nTE son los índices de refracción de los modos TE y TM. De la ecuación anterior se obtiene la relación entre la longitud de onda acústica y la longitud de onda ópticanecesaria para la conversión de los modos, la cual está dada por:

Donde Δ = |



|

La resolución espectral de este dispositivo está dada por:

Y la apertura angular es la siguiente:

Esta configuración anterior está limitada a señales de entrada en modo TE únicamente. Un filtro AOTF independiente de la polarización de la señal de entrada se muestra en la siguiente grafica

Tipos defiltros AOTF: los filtros AOTF pueden ser divididos en dos tipos, el tipo 1 es el AOTF NPM (noncritical phase matching) el cual exhibe gran apertura angular, y el tipo 2 es AOTF CPF (critial phase matching), el cual se caracteriza en tener alta resolución espectral y bajo requerimiento de potencia, por lo que este tipo de filtro es el utilizado en WDM • AOTF colineal: este tipo de filtro es mostradoen la siguiente figura y su principio de funcionamiento es similar al explicado anteriormente

• AOTF no colineal: los requerimientos colineales de los materiales para los filtros anteriores lo limitan al uso de ciertos cristales, dejando por fuera algunos materiales que son eficientes en la conversión acusto-optica. Su forma esquemática es mostrada en la siguiente figura

Función detransferencia de un filtro AOTF Mientras la condición de bragg determina la longitud de onda que se seleccionada, el ancho de la banda pasante del filtro es determinada por la longitud de la región de interacción acusto-optica. La función de transferencia de este dispositivo es la siguiente:

Donde = − , y es la longitud de onda óptica que satisface la condición de bragg. Puede ser demostrado que el...
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