| Resumo : |
Este trabalho de dissertação realiza análise teórica e experimental acerca da geração fotônica de sinais arbitrários na faixa de radiofrequência, empregando a técnica de auto-heterodinagem óptica com vistas à aplicação em sistemas radar e guerra eletrônica. A área de pesquisa definida pela RF em fotônica vem chamando cada vez mais a atenção em virtude das vantagens como largura de banda instantânea, altas frequências de operação associadas a baixas perdas, imunidade à interferência eletromagnética, volume e peso reduzidos. Dentro da abrangência concebida por essa área de pesquisa, este estudo se concentra na geração fotônica de formas de ondas arbitrárias. Neste sentido, este trabalho analisa as principais técnicas de geração fotônica de sinais contínuos propostas para minimizar os efeitos de ruído de fase apresentados no sinal de RF gerado por meio da técnica de heterodinagem óptica. Além dessas, são abordadas as técnicas de geração de formas de ondas arbitrárias empregando elementos dispersivos, cujas abordagens são apresentadas com o propósito de suplantar as limitações da geração de sinais empregando modulador espacial de luz. Em especial, dedica-se um capítulo exclusivo para análise teórica e experimental da técnica de geração de sinais arbitrários com auto-heterodinagem óptica. Nesse estudo é mostrado que o princípio de funcionamento dessa abordagem se baseia no batimento de duas portadoras ópticas distintas geradas a partir de uma única fonte laser modulada em frequência, por meio da injeção de uma corrente de modulação. Isso é possível devido à utilização de um interferômetro Mach-Zehnder com desbalanceamento de comprimento de um dos braços. Por meio de demonstração teórica e experimental, verifica-se que, a partir da modulação direta do laser por uma função de corrente quadrática, é possível gerar um sinal de RF com chirp na saída do fotodetector. Demonstra-se, também, teórica e experimentalmente uma proposta que possibilita gerar um sinal de RF com chirp empregando auto-heterodinagem óptica, por meio da modulação do laser utilizando uma função de corrente com rampa linear. A principal vantagem desta proposta se baseia no fato de que a geração elétrica de um pulso em rampa linear pode ser obtida por um circuito eletrônico mais simples do que formas de onda complexas, como por exemplo um pulso quadrático, o qual necessita de um equipamento gerador de funções arbitrárias. Realiza-se, ainda, uma análise com processamento digital de sinais do pulso de RF gerado experimentalmente, a fim de demonstrar a eficiência de compressão do pulso de RF gerado. Por fim, é dada especial atenção ao parâmetro chirp do laser demonstrando experimentalmente que esse parâmetro não é apenas função da corrente, mas também da temperatura. |