Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

An electromagnetic simulator for research on supercontinuum generation in microstructured optical fibers

Adam Konrad Pacewicz

Abstract

Microstructured optical fibers (MOFs) and the main physical phenomena that enable supercontinuum generation (SCG) are overviewed in Chapter 1. Nowadays, the most frequently used means of SCG simulation is solving the one-dimensional (1D) nonlinear Schrödinger equation with the split-step Fourier method. The simulation can also be undertaken with a finite-difference time-domain (FDTD) method, especially in the case of short pulses. A computationally efficient 1D variant of FDTD described in Chapter 2 has been implemented in the simulator developed in this work. The simulator has been written in C++ with the use of the Qt 5.5.1 and Qwt 6.1.2 libraries. Its key development stages are presented in Chapter 3. In Chapter 4 the computational effort of the single- and multi-threaded versions of the implemented algorithms is evaluated. In chapter 5 the results of SCG simulation in a MOF fabricated from lead-bismuth-gallium-oxide (PBG-08) glass pumped at 1560 nm are provided. The simulation of propagation over a distance of roughly 6 cm took less than 30 minutes on an Intel CoreTM i7-3930K 3.20 GHz CPU. The description of the syntax of the simulation parameters input file, the graphical user interface manual and the derivation of the equations on which the implemented algorithms are based are given in the appendices.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Adam Konrad Pacewicz (FEIT) Adam Konrad Pacewicz,, Faculty of Electronics and Information Technology (FEIT)
Title in Polish
Symulator elektromagnetyczny do badania generacji supercontinuum w mikrostrukturalnych włóknach światłowodowych
Supervisor
Bartłomiej Wacław Salski (FEIT/IRMT) Bartłomiej Wacław Salski,, The Institute of Radioelectronics and Multimedia Technology (FEIT/IRMT)Faculty of Electronics and Information Technology (FEIT)
Certifying unit
Faculty of Electronics and Information Technology (FEIT)
Affiliation unit
The Institute of Radioelectronics and Multimedia Technology (FEIT/IRMT)
Study subject / specialization
, Elektronika - Elektronika Biomedyczna [Not active (inherited)]
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
16-02-2016
Issue date (year)
2016
Reviewers
Bartłomiej Wacław Salski (FEIT/IRMT) Bartłomiej Wacław Salski,, The Institute of Radioelectronics and Multimedia Technology (FEIT/IRMT)Faculty of Electronics and Information Technology (FEIT) Marcin Koba (FEIT/MO) Marcin Koba,, The Institute of Microelectronics and Optoelectronics (FEIT/MO)Faculty of Electronics and Information Technology (FEIT)
Keywords in Polish
superkontinuum, FDTD, światłowód mikrostrukturalny, Kerr, Raman, model dyspersji Lorentza
Keywords in English
supercontinuum, FDTD, microstructured optical fiber, Kerr, Raman, Lorentz dispersion model
Abstract in Polish
W Rozdziale 1 omówiono mikrostrukturalne włókna światłowodowe MOF (ang. microstructured optical fibers) i główne zjawiska fizyczne umożliwiające generację superkontinuum SCG (ang. supercontinuum generation). Obecnie najczęściej stosowanym sposobem symulacji SCG jest rozwiązywanie jednowymiarowego równania Schrödingera metodą rozdzielonego kroku z transformatą Fouriera. Symulacja może także zostać przeprowadzona za pomocą metody różnic skończonych w dziedzinie czasu FDTD (ang. finite-difference time-domain), zwłaszcza w przypadku krótkich impulsów. W symulatorze wytworzonym w pracy zaimplementowano wydajny obliczeniowo jednowymiarowy wariant metody FDTD opisany w Rozdziale 2. Symulator napisano w języku C++ z wykorzystaniem bibliotek Qt 5.5.1 i Qwt 6.1.2. Główne etapy procesu jego wytworzenia przedstawiono w Rozdziale 3. W Rozdziale 4 poddano ocenie złożoność obliczeniową jedno- i wielowątkowych wersji zaimplementowanych algorytmów. W Rozdziale 5 zamieszczono wyniki symulacji SCG we włóknie MOF wytworzonym ze szkła tlenkowego ołowiowo-bizmutowo-galowego (PBG-08) pompowanym na długości fali 1560 nm. Symulacja propagacji na odcinku około 6 cm zajęła mniej niż 30 minut na procesorze Intel CoreTM i7-3930K 3.20 GHz. Opis składni pliku wejściowego z parametrami symulacji, instrukcja do graficznego interfejsu użytkownika i wyprowadzenie równań, na których oparte są zaimplementowane algorytmy, podano w załącznikach.
File
  • File: 1
    main.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9894

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTdca09411c8c14b3da30fc54a9e6bcdb8/
URN
urn:pw-repo:WUTdca09411c8c14b3da30fc54a9e6bcdb8

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page