Laboratório de Fotônica

Laboratório de Fotônica

O Laboratório de Comunicações Ópticas e Fotônica do Mackenzie (LCOFM) possui ponto de presença nas duas redes experimentais de alta velocidade (TESTBEDS) do país, a rede GIGA da FINEP/FUNTTEL/CPqD e a rede KyaTera (programa TIDIA da FAPESP), permitindo testes em campo de experimentos na área de tecnologia da informação.

Membros do laboratório

Professores:

• Prof. Eunézio Antônio de Souza
• Prof. Christiano José Santiago de Matos
• Prof. Sérgio Szpigel
• Prof. Divanilson Rodrigo Campelo

Alunos de Mestrado:

• Alexandre Bozolan dos Santos
• Alfredo Almeida de Araujo
• Camila Campos Dias
• Emerson Bianchini
• Erik Aceiro Antonio
• Felipe Argemi
• Fulvio Ceragioli
• Jackson Sen Kiat Ong
• Lidiane Christovam
• Mauricio Moderno de Carvalho
• Igor da Silva Ramos
• Tera Miho Shiozaki Parede

 Alunos de iniciação Científica:

• Claudia Barros dos Santos

 Pesquisadores Associados:

• Carlos Magno Batista Lopes
• Lucia Akemi M. Saito
• Joaquim Pessoa Filho
• Suzanne Baruh Susskind
• Fábio Paschoal Júnior

Projetos de pesquisa

1. Amplificadores Raman para Redes CWDM

Início:  2004.
Descrição: O objetivo deste projeto é desenvolver um amplificador com largura de banda de ganho ampla o suficiente para cobrir simultaneamente as bandas S, C e L. O amplificador se baseia no ganho Raman em fibras com alta não­-linearidade. O amplificador apresenta uma largura de banda de 140nm com ganho maior que 10dB.
Responsável: Prof. Dr. Eunézio Antônio de Souza.
Financiadores: MackPesquisa, CAPES PROSUP, CPqD.

2.  Desenvolvimento de Instrumentação para o Laboratório Remoto de Fotônica–WEBLAB

Início:  2004.
Descrição: Implementar e disponibilizar um laboratório de Fotônica remoto integrado a um ambiente virtual de ensino–aprendizagem, destinado a apoiar e complementar as atividades de cursos presenciais e a distância. O projeto tem como metas desenvolver: Curso experimental de capacitação em Comunicações ópticas; e Interfaces para medida remota da atenuação de fibras ópticas.
Responsável: Prof. Dr. Sérgio Szpigel e Prof. Dr. Eunézio Antônio de Souza.
Financiadores: FINEP, Fapesp, CAPES PROSUP.

3.  Estudo e Desenvolvimento de Dispositivos Avançados em Fibra Óptica

Início:  2005.
Descrição: Este projeto vem formalizar e intensificar uma interação preexistente entre o Depto. de Física da UFPE e o Programa de Pós–Graduação em Engenharia Elétrica do Mackenzie, além de contribuir para o avanço da pesquisa na importante área de dispositivos em fibras ópticas. Além disso, o projeto induz uma interação maior entra as áreas complementares de Física Aplicada e Engenharia Elétrica. O projeto prevê cumprir os seguintes objetivos:

• Estudar, desenvolver e aprimorar dispositivos ópticos em fibra;
• Explorar e estudar efeitos ópticos novos ou pouco aplicados visando ao desenvolvimento e melhor entendimento de dispositivos;
• Contribuir para a formação de alunos de mestrado e doutorado;
• Intercambiar conhecimento entre as equipes e entre as áreas de física e engenharia elétrica. O financiamento para este projeto destina­-se (como em qualquer projeto do PROCAD) exclusivamente ao intercâmbio de professores, pesquisadores e alunos das equipes envolvidas.

Através deste projeto, por exemplo, os alunos da Linha de Sistemas de Comunicação óptica têm a oportunidade de estagiar na UFPE por um período de 1 a 6 meses.
Responsável: Prof. Dr. Christiano José Santiago de Matos.
Financiador: CAPES.

4.  Fibras Microestruturadas Preenchidas por Materiais: Fabricação e Caracterização

Início:  2006.
Descrição: Este projeto prevê pesquisa na importante e emergente área de fibras ópticas microestruturadas. Mais especificamente, pretende–se preencher os buracos que correm longitudinalmente por estas fibras com diferentes materiais para obtenção de guias de onda com novas propriedades. Fibras preenchidas serão projetadas, fabricadas e caracterizadas durante o projeto e as potenciais aplicações apontadas. Ao término do projeto, espera­-se ter controle sobre as propriedades dispersivas e não–lineares das fibras fabricadas, que poderão então ser exploradas em projetos a serem subvencionados por agências de fomento externas ao Instituto Presbiteriano Mackenzie. Com o projeto pretende­-se, além de orientar alunos e gerar conhecimento científico, colocar o Grupo de Fotônica do Mackenzie em posição privilegiada no Brasil no que diz respeito à pesquisa em fibras microestruturadas.
Responsável: Prof. Dr. Christiano José Santiago de Matos.
Financiador: Mackpesquisa.

5. Fonte Banda Larga Coerente para Sistema WDM com Espectro Fatiado

Início:  2004.
Descrição: O objetivo deste projeto é desenvolver uma fonte banda larga coerente com taxa de repetição inicial de 10 GHz capaz de gerar simultaneamente canais WDM para as bandas S, C e L. O projeto tem as seguintes metas:

• Construir e caracterizar um laser de femtossegundos de fibra dopada com érbio operando a 10 GHz. O laser deve ter espectro largo o bastante para ser fatiado inicialmente em 16 canais na banda C. Parte­ se de duas abordagens de fontes que se acredita serem possíveis de proporcionar as características desejadas:
  a) laser de fibras dopadas com érbio regenerativo,
  b) laser com modos acoplados ativamente.
  A modulação ativa produz pulsos com duração de picosegundos, e por isso o espectro não é largo o suficiente para gerar os 16 canais. Será necessário, portanto, alargar o espectro utilizando fibras microestruturadas e/ou fibras com alta não linearidade (HNLF).
• Simular o desempenho da transmissão de um sistema WDM com 16 canais a 10 GHz utilizando uma única fonte banda larga no formato RZ.
  O comprimento do enlace será maior que 700 km, com espaçamentos entre repetidores ópticos de 75 a 150 km. A fibra utilizada será monomodo padrão (STD­SMF). Os canais serão alocados na banda C com separação de 100 GHz.
• Montar e testar o desempenho, em campo, da transmissão por mais de 700 km do sistema WDM com 16 canais a 10 GHz com uma única fonte banda larga utilizando o formato RZ.

Responsável: Prof. Dr. Eunézio Antônio de Souza.
Financiadores: Mackpesquisa, FAPESP.

6.  Laser de femtossegundos operando com taxa de repetição de pulso de 10 GHz

Início:  2006.
Descrição: Em lasers de fibra com modos acoplados ativamente e taxa de repetição elevada de 10 GHz ou acima, pulsos de picosegundos (10–12 s) podem ser gerados pela compressão do soliton em fibra com dispersão deslocada. A compressão do pulso ocorre quando sua energia se aproxima da energia fundamental do soliton, e uma compressão significativa pode ser obtida num comprimento de fibra da ordem do período do soliton. Para tanto um comprimento de 60 a 500 m de fibra com dispersão deslocada convencional e altamente não­linear são necessários para produzir pulsos de 1,0 a 3,0 picosegundos em uma taxa da repetição de 10 GHz. GHz usando Fibras Fotônicas para a compressão não­ linear do pulso até o regime de femtossegundos (10–15 s). As Fibras Fotônicas de elevado–delta e núcleo pequeno com zero dispersão em comprimentos de onda perto do visível podem exibir alta não–linearidade e grande dispersão anômala em 1550 nm. Este laser será testado como uma única fonte banda larga fatiada na rede WDM do projeto Kyatera da FAPESP.
Responsável: Prof. Dr. Eunézio Antônio de Souza.
Financiador: Mackpesquisa.

Principais equipamentos e recursos computacionais utilizados nas pesquisas e disponíveis para os alunos

• 2 Mesas ópticas (1,2m x 2,4m) com pés pneumáticos [Newport];
• 4 Grade BreadBoard (Newport EG-22-2);
• 1 Amplificador óptico em 1550nm (1 W) [IPG Photonics];
• 1 Modulador Mach-Zehnder integrado 12.5 Gb/s [Avanex MOD-N-13P-OS-FPFP-00];
• 1 Analisador de espectro óptico (OSA) com resolução de 0.01 nm [Agilent];
• 1 Gerador de Sinais; 1-20 GHz; -20 to 13 dBm [Rohde & Schwarz];
• 1 Autocorrelacionador óptico [Femtochrome modelo FR-103XL-IR];
• 3 Lasers de Diodo para bombeamento (em montagem com TE cooler) [Model 744-TEC];
• 10 Computadores Dell [modelos diversos];
• 1 Espectrômetro óptico [Ocean Optics modelo HR4000];
• Várias fibras com alta não-linearidade; dopadas com érbio; DCFs; Fibras microestruturadas [diversos];
• 1 Fonte de luz branca [Ocean Optics modelo LS-1-LL];
• Vários isoladores, acopladores, e cabos de fibra óptica [diversos];
• 1 Tunable Bandpass Filter, 1550 nm, 9/125 Pigtails, No Connectors (TBF-1550-1.0);
• 1 Despolarizador para fibra óptica, 1550 nm, conectores FC/APC modelo F-DEP-2-FA;
• 1 Isolador de duplo estágio, 1550 nm, fibra PM, conectores FC/PC Bulkhead modelo F-ISO-D-2-P;
• 1 Isolador para fibra óptica, supreme, 1550 nm, fibra com pigtail, modelo ISU-1550-30-70;
• 1 Circulador insensitivo a polarização 1550nm, fibra SMF-28 com conectores FC/APC modelo F-CIR-15-P-FA;
• 1 Polarizador, 1550 nm, SM para SM, com pigtail, conectores FC/PC modelo F-ILP-2-F-SS-FP;
• 2 Biased Detector InGaAs 1-1,65 mm – 10 GHz  (Newport 818-BB -35F);
• 2 Biased Detector InGaAs 1-1,6 mm FC connector (Newport 818-BB -31);
• 1 Biased Detector InGaAs 1-1,6 mm (Newport 818-BB -30);
• 10 Controladores de polarização;
• 1 Laser de 300fs em 1060nm [Fianium];
• 1 Controlador de laser de diodo;
• 2 óculos de proteção contra lasers ND:YAG, Holmium, Erbium, CO2, Telecom modelo LS596;
• 1 Laser semicondutor sintonizável (bandas C e L) [Anritsu];
• 1 Laser de Bombeio para amplificador Raman (1240nm; 4W) [IPG Photonics];
• 1 Máquina de emendar fibra óptica [Sumitomo TYPE-37];
• 2 Optical Power Meters;
• 1 Medidor de potência óptica com dois canais modelo 2930F-IG-SC;
• 1 Visualizador infravermelho, faixa de 350 a 2000nm modelo IRV2-2000;
• 1 Gerador de pulsos, 1.32 Gb/s modelo  81130A (Rohde-Scwartz);
• 2 Laser de bombeamento, 980nm, 180mW (Pump Laser, 980, 180 mW);
• 2 Arrayed Waveguide Grating, 100 GHz, Wideband, Flat Top;
• 1 Osciloscópio Digital de 50 GHz [TekTronix];
• 1 Osciloscópio de 1 GHz (Agilent DSO 06104A) 4 channels [Agilent];
• 2 Servidores Dell Power Edge 800;
• 1 OTDR (anritsu MT9080D);
• 6 Fontes de Alimentação DC Digital modelo MPL1303;
• 4 Bases magnéticas modelo 150 (perfil baixo) [Newport];
• 1 licença do software Origin 7.5 Professional;
• Ponto de presença da Rede GIGA com velocidade de 1 Gb/s;
• Um par de fibra escura ligando o Laboratório de Fotônica do Mackenzie ao CPqD e à Unicamp.