Orientador: Attilio Jose Giarola

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica

Resumo: Neste trabalho é feito um estudo da influência do perfil de índice de refração na radiação devido a curvas em guias ópticos. O objetivo principal é confirmar a previsão de que pode-se obter uma considerável redução nas perdas por radiação em um guia dielétrico curvo com uma escolha...

Resumo: Neste trabalho é feito um estudo da influência do perfil de índice de refração na radiação devido a curvas em guias ópticos. O objetivo principal é confirmar a previsão de que pode-se obter uma considerável redução nas perdas por radiação em um guia dielétrico curvo com uma escolha apropriada do perfil de índice de refração. São estudadas, inicialmente, cinco configurações diferentes de guias retangulares com perfil de índice degrau, quais sejam: perfil lateral; vertical na face superior vertical na face inferior, vertical nas faces superior e inferior, simultaneamente e vertical duplo, duas camadas, na face superior. Cada perfil é analisado separadamente para dois tipos de guias, canal e "costela" são obtidas expressões para as constantes de propagação ao longo das direções x e Yi o coeficiente de perda por conversão, c, e o coeficiente de atenuação a. Diversas curvas, relacionando as perdas com os parâmetros das guias também são mostradas. É apresentada, também, uma teria para o projeto de guias dielétricos anisotrópicos com seção reta arbitrária e/ou curvatura. O estudo é feito para coordenadas generalizadas e para estrutura afilada em forma de cone. são obtidos perfis de índice de refração para o guia de forma que a configuração de campo transversa em qualquer seção reta seja independente de sua coordenada longitudinal e nenhuma potência seja transferida para outros modos guiados ou para modos radiados

Abstract: A study of the influence of the index of refraction profile on the radiation due to bends in optical waveguides is developed in this work. One ofthe main objectives is that of confirming the prediction that considerable radiation loss reduction in curved dielectric waveguide is possible to...

Abstract: A study of the influence of the index of refraction profile on the radiation due to bends in optical waveguides is developed in this work. One ofthe main objectives is that of confirming the prediction that considerable radiation loss reduction in curved dielectric waveguide is possible to be achieved by an appropriate choice of the index of refraction profile. Five different configurations of rectangular dielectric waveguides with a step index profile are initially studied. They are: a) step lateral profile; b) step vertical profile on the upper face; c) step vertical profile on the lower face; d) step vertical profile on both, upper and lower faces; and e) step double layer vertical profile, with the two dielectric layers on the upper face. Each profile is examined separately for the channel and for the rib waveguides. Expressions are obtained for: a) the propagation constants along the x and y directions; b) the conversion loss coefficient; and c) the attenuation coefficient. Various curves relating the losses with other waveguide parameters are also shown. In addition, a theory for the design of anisotropic dielectric waveguides with tapers and/or bends is also presented. The study is developed using generali~ed coordinate systems. Index of refraction profiles are obtained for the waveguide having a field configuration in each of its cross-section independent of the longitudinal coordinate, such that no power is transfered to othei guided modes or to radiated modes