Ir direto para menu de acessibilidade.
Início do conteúdo da página

Laboratório de Fotônica (LAFOT)

Última atualização em Segunda, 03 de Setembro de 2018, 16h49 | Acessos: 709

Apresentação (Presentation)

O LAFOT desenvolve pesquisas na área de fotônica que envolvem a geração, emissão, transmissão, modulação, processamento de sinais, amplificação e detecção da luz. Os projetos abordam aspectos fundamentais, como: propriedades ópticas e magneto-ópticas de materiais nano-estruturados acima e abaixo do limite de difração, resposta do material no regime plasmônico (abaixo do limite de difração); e aplicados como: dispositivos e circuitos em óptica integrada, sensores ópticos. Em sistemas ópticos com fibra, os projetos envolvem amplificadores ópticos para sistemas de alta capacidade e longo alcance, redes de acesso ópticas multiplexadas e mitigação de efeitos não lineares em sistemas a fibra óptica. Está situado no campus Maracanã do CEFET/RJ e dispõe de recursos computacionais de alto desempenho e software de simulação de sistemas ópticos. O laboratório ocupa um espaço de aproximadamente 80 metros quadrados (incluindo sala para pesquisadores) e os principais equipamentos de caracterização de dispositivos e sistemas disponíveis no LAFOT são: 1 Optical Spectrum Analizer- OSA; 1 Optical Time Domain Reflectometer – OTDR; 1 máquina de emenda de fibras por fusão; 1 fonte de luz branca; 1 fonte de luz sintonizável na banda C; 1 unidade de atenuador variável; 1 unidade interrogadora de Fiber Bragg Grating – FBG; 1 receptor óptico de 10Gb/s operando em .31/1.55um ; 1 modulador óptico 10Gbit/s operando em 1.55um.

LAFOT develops research in the fields of photonics regarding generation, emission, transmission, modulation, signal processing, amplification and detection of light. The projects study fundamental aspects such as optical and optomagnetic properties of nanostructured materials below and above the diffraction response limit of materials in the plasmonic regime (below the diffraction limit); and applied as optical integrated devices, circuits and optical sensors. In optical fiber systems, the projects involve optical amplifiers for high capacity and long range applications, multiplexed optical access networks and non-linear effects mitigation. The lab is located at CEFET/RJ – Campus Maracanã and has high performance computational resources and simulation softwares for optical systems. Our lab has approximately 80 squared meters (including offices for our researchers) and the main equipment available for devices and systems characterization are: one Optical Spectrum Analyzer (OSA); one Optical Time Domain Reflectometer (OTDR); one splicing machine; one wide range source (white); one C-band tuneable light source; one variable attenuator; one Fiber Bragg Grating interrogator (FBG); one 10Gb/s optical receiver operating in.21/1.55μm; one 10Gb/s optical modulator operating in 1.55μm.




Professor Responsável (Responsible Professor):

Profa. Maria Aparecida Gonçalves Martinez, PhD.
 
e-mail: O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.
 currículo lattes

Endereço (Address):
Avenida Maracanã 229, Bairro Maracanã, Bloco E, 2.o andar.
20.271-110 – Rio de Janeiro, RJ – Brasil.
Tel.: +55-21-2566-3179
FAX: +55-21-2569-4495
O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.

Avenida Maracanã 229, Maracanã. Block E,  2nd Floor.
ZIP 20.271-110 – Rio de Janeiro, RJ – Brazil.
Phone: +55-21-2566-3179
FAX: +55-21-2569-4495
O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.

 


Equipe (Team):

Profa. Maria Aparecida Gonçalves Martinez, PhD
(Pesquisadora, Researcher)
 currículo lattes    O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.

 

Prof. Anderson Oliveira Silva, D.Sc.
(Pesquisador, Researcher)
 currículo lattes   O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.

 

Profa. Carolina Vannier dos Santos Borges, D.Sc.
(Pesquisadora, Researcher)
 currículo lattes   O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.

 

 

Prof. Bruno Cerqueira Rente Ribeiro, D.Sc.
(Pesquisador, Researcher)
 currículo lattes   O endereço de e-mail address está sendo protegido de spambots. Você precisa ativar o JavaScript enabled para vê-lo.

 

João Crisóstomo Weyl de Albuquerque Costa
(Pesquisador colaborador, Collaborative researcher)
Universidade Federal do Pará (UFPA)
From Federal University of Pará (UFPA)
 currículo lattes

 

Maria Thereza Miranda Rocco Giraldi
(Pesquisadora colaboradora, Collaborative researcher)
Instituto Militar de Engenharia (IME, Rio de Janeiro)
From Militar Engineering Institute (IME, Rio de Janeiro)
 currículo lattes

 

Murilo Araújo Romero
(Pesquisador colaborador, Collaborative researcher)
Universidade de São Paulo (USP, São Carlos)
From University of São Paulo – (USP,São Carlos) 
 currículo lattes

 

Gary Evans
(Pesquisador colaborador, Collaborative researcher)
Southern Methodist University - SMU (Dallas, Texas, EUA)
From Southern Methodist University - SMU (Dallas, Texas/USA)

 

Jerome Butler, PhD.
(Pesquisador colaborador, Collaborative researcher)
Southern Methodist University - SMU (Dallas, Texas, EUA)
From Southern Methodist University - SMU (Dallas, Texas/USA)

 

Pedro Alberto da Silva Jorge, PhD.
(Pesquisador colaborador, Collaborative researcher)
Universidade do Porto, Portugal
From Porto University - Portugal
 currículo lattes

 

Renan Silva Santos
(Doutorando, PhD student)
 currículo lattes

 

Gretell Capote
(Doutoranda, PhD student)

 

Adriana Neves
(Mestranda, Master student)
 currículo lattes

 

Douglas Barreto de Oliveira Fonseca
(Mestrando, Master student)
 currículo lattes

 

Renato Trevisano Bellini
(Estudante de graduação, Undergraduate student)
 currículo lattes

 

Felipe Florentino Lisboa
(Estudante de graduação, Undergraduate student)
 currículo lattes


Grupos de pesquisa CNPq associados (Associated research group at CNPq):

DSO - Dispositivos e Sistemas Ópticos, Optical Systems and Devices, OSD


Linhas de pesquisa e projetos (Research fields and projects):

Análise do desempenho de redes de acesso WDM-PON com topologia de auto-semeamento e remodulaçao na ONU (WDM-PON Access networks performance analysis with self-seed topology and remodulation at the ONU):

Entre as tecnologias de acesso ópticas especial as redes de WDM-PON vem recebendo especial atenção dos pesquisador nos últimos 3 anos devido ao maior alcance (em torno de 60km) e velocidades de transmissão ( cerca de 2,5GB/s) que oferecem quando comparadas as redes TDM-PON. No entanto, a redução dos custos nessas redes é o maior desafio a ser enfrentado para tornar implantação dessa tecnologia de rede de acesso. As arquiteturas WDM-PON geralmente empregam no sentido downstream um canal separado de comprimento de onda óptico para cada ONU. Já no sentido upstream as arquiteturas possuem diferentes propostas com maior destaque para as arquiteturas que utilizam fontes sem cor (colorless). Estas eliminam a necessidade de uma fonte óptica em cada ONU, pois é caro e não seguro que cada ONU gerencie seu comprimento de onda. Uma solução pouco explorada, mas muito promissora para tornar rede WDM-PON mais viável economicamente é a utilização da técnica que combina o auto-semeamento com a remodulação. Nesta técnica, a portadora de upstream é gerada na OLT através auto-semeamento usando o R-SOA. As vantagens deste esquema em relação as topologias onde o auto-semeamento realizado na ONU são: há aumento da tolerância, tanto pós-filtragem e os efeitos de dispersão cromática, eliminando a necessidade da gestão da dispersão; simplifica o gerenciamento do comprimento de onda, visto que o mesmo comprimento de onda utilizado no downstream é usado para upstream, assim só a metade dos R-SOAS precisam ser auto-semeadas. Neste projeto propõe um estudo de redes de acesso WDM-PON que utilizam topologia de auto-semeamento e remodulação. O estudo sera realizado através de simulações numéricas e caracterização experimental do R-SOA no Laboratório de Fotônica do CEFET/RJ.

Among the special optical access technologies, the WDM-PON networks have been receiving special attention from researchers over the past three years due to the longer range (around 60km) and transmission speeds (around 2.5GB / s) that they offer when compared The TDM-PON networks. However, the reduction of costs in these networks is the biggest challenge to be faced in implementing this access network technology. WDM-PON architectures generally employ a separate optical wavelength channel downstream for each ONU. In the upstream sense, the architectures have different proposals with greater emphasis on the architectures that use colorless fonts. These eliminate the need for an optical source in each ONU because it is expensive and not safe for each ONU to manage its wavelength. An unexplored but very promising solution to make WDM-PON network more economically viable is the use of the technique that combines self-seeding with remodeling. In this technique, the upstream carrier is generated in the OLT through self-seeding using the R-SOA. The advantages of this scheme in relation to the topologies where self-seeding at the UN are: there is an increase in the tolerance, both post-filtration and chromatic dispersion, eliminating the need for dispersion management; Simplifies wavelength management, since the same wavelength used in the downstream is used for upstream, so only half of the R-SOAS need to be self-seeded. This project proposes a study of WDM-PON access networks that use self-seeding topology and remodeling. The study will be carried out through numerical simulations and experimental characterization of R-SOA in the Photonic Laboratory of CEFET / RJ.


Financiamentos (Financial Support):

Este projeto recebeu apoio financeiro da FUNDAÇÃO CARLOS CHAGAS FILHO DE AMPARO A PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO-FAPERJ - (Apoio às Instituições de Ensino e Pesquisa Sediadas no Estado do Rio de Janeiro 2012-2013) e também foi financiado com uma parte dos montantes de R$ 51.665,00, proveniente do orçamento alocado ao programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, em 2014, R$ 14.000,00, em 2015 e R$ 19.069,77, em 2016.

This project received financial support from the CARLOS CHAGAS FILHO RESEARCH FOUNDATION OF THE STATE OF RIO DE JANEIRO-FAPERJ - (Support to Education and Research Institutions located in the State of Rio de Janeiro 2012-2013) and was also financed with a part of the amounts of R$ 51.665,00 (BRL) from the budget allocated to the program by the CEFET / RJ Research Directory in 2014, R$ 14.000,00 (BRL) in 2015 and R$ 19.069,77 (BRL) in 2016.

 

Estudo do impacto de amplificadores ópticos no desempenho da transmissão por fibra óptica (Study of the impact of optical amplifiers in the performance of fiber optical transmission)

Os desafios técnicos para a obtenção de amplificação Raman distribuída na banda S serão investigados e analisados através de simulações numéricas. Os valores medidos da eficiência de ganho Raman de uma fibra de baixa atenuação, na região espectral em torno da absorção das moléculas de água, mais especificamente, a fibra TrueWave® Reach - Low Water Peak e outros parâmetros físicos característicos, tais como: o coeficiente de dispersão, a área efetiva, e atenuação em função do comprimento de onda, serão utilizados para analisar o desempenho da amplificação Raman distribuída em um enlace de fibra de 100km. A análise e o desempenho da amplificação Raman distribuída é conduzida através da implementação das equações que regem o comportamento dos lasers de sinal e o bombeio ao longo do enlace para a amplificação em toda banda S, ou seja, 70nm. O desempenho da amplificação é dependente da interação entre os múltiplos sinais e os bombeios, entre os múltiplos bombeios, entre os múltiplos sinais, do retro espalhamento Rayleigh e do espalhamento Raman espontâneo amplificado, entre outros fatores. Adicionalmente, essa fibra apresenta o zero de dispersão nos comprimentos de onda dentro da banda S, de modo que os produtos de mistura de quatro ondas devem ser considerados e sua contribuição avaliada.

The technical challenges for obtaining Raman amplification distributed in the S band will be investigated and analyzed through numerical simulations. The measured values ​​of the Raman gain efficiency of a low attenuation fiber in the spectral region around the absorption of the water molecules, more specifically TrueWave® Reach - Low Water Peak fiber and other characteristic physical parameters such as: coefficient The effective area, and attenuation as a function of wavelength, will be used to analyze the performance of distributed Raman amplification on a 100km fiber link. The analysis and performance of the distributed Raman amplification is conducted by implementing the equations governing the behavior of the signal lasers and the pumping along the bond to the amplification over the entire S-band, that is, 70nm. The performance of the amplification is dependent on the interaction between the multiple signals and the pumping, between the multiple pumping, between the multiple signals, the Rayleigh retro scattering and the amplified spontaneous Raman scattering, among other factors. Additionally, this fiber presents the dispersion zero at the wavelengths within the S band, so that the mixing products of four waves must be considered and their contribution evaluated.

Financiamentos (Financial Support):

O projeto foi financiado com parte do montante de R$ 51.665,00 proveniente do orçamento alocado ao Programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, R$ 33.306,45, em 2013, R$ 51.665,00, em 2014, R$ 14.000,00, em 2015 e R$ 19.069,77, em 2016. Também recebeu auxílio financeiro de projeto de pesquisa individual aprovado pela FUNDAÇÃO CARLOS CHAGAS FILHO DE AMPARO A PESQUISA DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO-FAPERJ - (APQ1 - Auxílio à Pesquisa Básica - 2014/1).

The project was financed with part of the amount of R$ 51.665,00 (BRL) from the budget allocated to the Program by the CEFET/RJ Research Directory, R$ 33.306,45 (BRL) in 2013, R$ 51.665,00 (BRL) in 2014, R$ 14.000,00 (BRL) in 2015 and R$ 19.069,77 (BRL) in 2016. Also received financial assistance from an individual research project approved by the CARLOS CHAGAS FILHO RESEARCH FOUNDATION OF THE STATE OF RIO DE JANEIRO-FAPERJ - (APQ1 - Assistance to Basic Research - 2014/1).

 

Projeto e fabricação de isoladores ópticos integrados (Design and fabrication of Integrated Optical Isolators)

O objetivo desse projeto é o desenvolvimento de um isolador óptico pratico em guia de onda com aplicações em lasers de alta potência, sistemas de comunicações ópticos e circuitos fotônicos integrados. O isolador incorpora nanopartículas ferromagnéticas em uma camada ressonante (RL Resonant Layer) acima do guia de onda óptico principal, formando uma camada de um composto ferromagnético (FC Ferromagnetic Composite) que apresenta perdas não recíprocas na presença de um campo magnético estático. O conceito do dispositivo isolador de camada ressonante (RL Isolator) foi demonstrado recentemente usando camadas de polímeros para formar o guia de onda. Para atingir o objetivo final é necessário (a) desenvolver um software que resolva a equação de onda vetorial na presença de campos magnéticos estáticos para substituir a atual solução escalar; e (b) projetar (usando o software vetorial) e fabricar guias de ondas em polímeros e material semicondutor no sistema InGaASP/InP.

The objective of this project is the development of a practical optical insulator in waveguide with applications in high power lasers, optical communications systems and integrated photonic circuits. The insulation incorporates ferromagnetic nanoparticles in a resonant layer (RL Resonant Layer) above the main optical waveguide, forming a layer of ferromagnetic composite (FC Ferromagnetic Composite) that presents non-reciprocal losses in the presence of a static magnetic field. The concept of the resonator layer isolator (RL Isolator) has recently been demonstrated using layers of polymers to form the waveguide. To achieve the final goal it is necessary to (a) develop software that solves the vector wave equation in the presence of static magnetic fields to replace the current scalar solution; And (b) design (using vector software) and fabricate waveguides on polymers and semiconductor material in the InGaASP / InP system.

Financiamentos (Financial Support):

O projeto foi financiado com parte do montante de R$ 51.665,00 proveniente do orçamento alocado ao Programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, R$ 33.306,45, em 2013, R$ 51.665,00, em 2014, R$ 14.000,00, em 2015 e R$ 19.069,77, em 2016.

The project was financed with part of the amount of R$ 51.665,00 (BRL) from the budget allocated to the Program by the CEFET/RJ Research Directory, R$ 33.306,45 (BRL) in 2013, R$ 51.665,00 (BRL) in 2014 , R$ 14.000,00 (BRL) in 2015 and R$ 19.069,77 (BRL) in 2016.

 

Sensores Ópticos (Optical Sensors)

O sensoriamento ótico de grandezas físicas e químicas possui características únicas de sensibilidade e, principalmente, imunidade a interferências eletromagnéticas. O desenvolvimento de sensores de fibra óptica ou guias de onda em geral proporcionam uma grande oportunidade científica e tecnológica que já abrange até aplicações industriais, como o caso dos sensores a redes de Bragg. Estas metodologias de sensoriamento proporcionam além de tudo uma visão multidisciplinar, que engloba a fotônica, a eletrônica, a ciência dos materiais, a nanotecnologia, entre outras áreas do conhecimento.

Optical sensing of physical and chemical quantities has unique characteristics of sensitivity and, mainly, immunity to electromagnetic interference. The development of fiber optic sensors or waveguides in general provides a great scientific and technological opportunity that already covers even industrial applications, such as the case of sensors to Bragg networks. These sensing methodologies provide, in addition, a multidisciplinary view that encompasses photonics, electronics, materials science, nanotechnology and other areas of knowledge.

Financiamentos (Financial Support):

O projeto foi financiado com parte do montante de R$ 51.665,00 proveniente do orçamento alocado ao Programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, R$ 33.306,45, em 2013, R$ 51.665,00, em 2014, R$ 14.000,00, em 2015 e R$ 19.069,77, em 2016.

The project was financed with part of the amount of R$ 51.665,00 (BRL) from the budget allocated to the Program by the CEFET/RJ Research Directory, R$ 33.306,45 (BRL) in 2013, R$ 51.665,00 (BRL) in 2014 , R$ 14.000,00 (BRL) in 2015 and R$ 19.069,77 (BRL) in 2016.

 

Guias de onda em THz (Wave guides in THz)

O desenvolvimento de materais com baixas perdas na faixa de THz (tais como polímeros e materiais estruturados com grafeno) tem impulsionado o projeto de dispositivos para operação nessa faixa espectral. Neste projeto, objetiva-se aplicar as técnicas de Eletromagnetismo Computacional (principalmente, FDTD) para o projeto de guias de onda na faixa de THz. Estas técnicas numéricas, já bastante difundidas tanto em micro-ondas como em óptica integrada, serão extrapoladas para o espectro de THz para obtenção dos parâmetros que tipicamente caracterizam guias de onda: índice efetivo, perdas e dispersão.

The development of materials with low losses in the range of THz (such as polymers and materials structured with graphene) has driven the design of devices for operation in this spectral range. In this project, we intend to apply the techniques of Computational Electromagnetism (mainly, FDTD) for the design of waveguides in the range of THz. These numerical techniques, already widespread in both microwaves and integrated optics, will be extrapolated to the THz spectrum to obtain the parameters that typically characterize waveguides: effective index, losses and dispersion.

Financiamentos (Financial Support):

O projeto foi financiado com parte do montante de R$ 51.665,00 proveniente do orçamento alocado ao Programa pela Diretoria de Pesquisa e Pós-graduação do CEFET/RJ, R$ 33.306,45, em 2013, R$ 51.665,00, em 2014, R$ 14.000,00, em 2015 e R$ 19.069,77, em 2016.

The project was financed with part of the amount of R$ 51.665,00 (BRL) from the budget allocated to the Program by the CEFET/RJ Research Directory, R$ 33.306,45 (BRL) in 2013, R$ 51.665,00 (BRL) in 2014 , R$ 14.000,00 (BRL) in 2015 and R$ 19.069,77 (BRL) in 2016.


Principais Equipamentos (Main Equipments):

  • Analisar de espectro óptico - JDSU MTS-6000 (1 unidade); (Optical spectrum analyzer - JDSU MTS-6000 (1 unit))
  • Fonte de Luz Coerente Sintonizável - Yokogawa AQ2200-136 (1 unidade); (Tunable Coherent Light Source - Yokogawa AQ2200-136 (1 unit))
  • Atenuador variável - Yokogawa AQ 2200-33 (1 unidade); (Variable Attenuator - Yokogawa AQ 2200-33 (1 unit))
  • Fonte de luz de espectro largo - Yokogawa AQ4305 (1 unidade); (Wide spectrum light source - Yokogawa AQ4305 (1 unit))
  • Modulador óptico 10Gbit/s (1.55ìm) – Yokogawa A2200-621 (1 unidade); (10Gbit / s optical receiver (1.31 / 1.55ìm) Yokogawa Q2200-631 (1 piece))
  • Receptor óptico 10Gbit/s (1.31/1.55ìm) – Yokogawa Q2200-631 (1 unidade); (Tektronix 100 MHz digital oscilloscope, 2 channels (1 unit))
  • OTDR – Yokogawa AQ7275 (1 unidade); (OTDR  Yokogawa AQ7275 (1 unit))
  • Interrogador de sensores ópticos FBG - Yokogawa FB200 (1 unidade); (FBG Optical Sensor Interrogator - Yokogawa FB200 (1 unit))
  • Máquina de emenda por fusão KL-300T (1 unidade); (KL-300T Fusion Splicing Machine (1 unit))
  • Plataforma Multi-Teste - Yokogawa AQ 2212 (1 unidade). (Multi-Test Platform - Yokogawa AQ 2212 (1 unit))

Imagens do LAFOT (Images of LAFOT):

Fim do conteúdo da página