Sistema de auto alinhamento para acoplamento de sinal em fibras ópticas

Abstract

O alinhamento de sistemas ópticos é um obstáculo grande na montagem de experimentos em laboratórios, principalmente quando se trata de acoplamento de sinal em fibras ópticas. O objetivo deste trabalho é realizar a montagem e a caracterização de um sistema de auto alinhamento que utiliza controladores do tipo proporcional-integral-derivativo e atuadores piezoelétricos para otimizar e manter acoplamento óptico, especialmente em fibras com pequeno diâmetro nominal do núcleo. A caracterização foi feita através de testes de desempenho com crescente nível de dificuldade e os resultados demonstrados através das curvas de calibração dos controladores. Os experimentos mostraram que o sistema acopla e mantém o acoplamento de fibras ópticas multimodais e monomodais, com controle preciso da posição em dimensão de dezenas de nanometros. Com os resultados obtidos é feita uma análise das capacidades do equipamento quanto seu uso em uma montagem para geração de supercontínuo e futuras aplicações.

Alignment of optical systems is a major obstacle in the assembly in laboratory, especially when it comes to signal coupling in optical fibers. The goal of this work is to assemble and characterize an auto alignment system that uses proportional-integral-derivative controllers and piezoelectric actuators to optimize and maintain optical coupling, especially in fibers with small nominal diameter of the core. The characterization was done through performance tests with increasing level of difficulty and the results demonstrated through the calibration curves of PID controllers. The experiments have shown that the equipment is able to couple and maintain alignment in multimode and monomode optical fibers, accurately controlling positions with precision of 10 nanometers. With the obtained results an analysis is made of the equipment capacities, for its use in an assembly for generation of supercontinuum and future works.