Transmissão de dados em fibras óticas através do momento angular orbital da luz - Watanabe, Thomio (2015)
Fibras óticas são estruturas utilizadas para transportar ondas eletromagnéticas entre dois pontos do espaço. Sua principal aplicação é a transmissão de dados em alta velocidade entre grandes distâncias. Devido a sua grande capacidade de transmissão de dados a espinha dorsal da internet é totalmente composta por fibras óticas. Como cada vez mais, mais pessoas têm acesso a internet, para que não haja perda da banda de comunicação, há uma constante procura no aperfeiçoamento destes dispositivos. Desde métodos de multiplexação à construção de fibras de vários núcleos, diversos artifícios são utilizados para aumentar a taxa de transmissão de dados das fibras óticas. Este trabalho apresenta um estudo da aplicação do Momento Angular Orbital da luz na transmissão de dados em fibras óticas. A utilização do Momento Angular Orbital da luz na transmissão de dados em fibras óticas vem ganhando destaque nos últimos anos. Já foi provado que o Momento Angular Orbital da luz representa um novo grau de liberdade ortogonal na transmissão de dados. Além disso, teoricamente, o número de estados portadores de Momento Angular Orbital é infinito o que possibilita um aumento teórico infinito na taxa de transmissão de dados, contudo, existe uma limitação experimental na geração desses feixes. Este trabalho apresenta um estudo de duas fibras capazes de transportar Momento Angular Orbital. Uma das fibras, aqui denominada de hyper-fiber, possui um índice de refração de perfil hiperbólico e a outra, chamada de vortex-fiber, é modelada a partir de um artigo que apresenta resultados experimentais. A solução geral da equação de Helmholtz vetorial da hyper-fiber é obtida. Esta solução é descrita por duas funções especiais: a função Hipergeométrica do segundo tipo e o polinômio de Laguerre generalizado. Ambas as funções são empregadas para descrever fenômenos óticos, mas elas ainda não foram analisadas conjuntamente neste tipo de fibra. O modelo algébrico da vortex-fiber foi desenvolvido com o objetivo principal de se poder comparar as duas fibras. A análise das fibras contempla a avaliação da região de convergência das funções, o estudo do perfil de intensidade e uma estimativa da taxa de transmissão de dados.