Anslysis of signal propagation in optical fiber based on finite-difference method = Analiza širenja signala svjetlovodom metodom konačnih razlika : doctoral thesis = doktorska disertacija - Zentner Pilinsky, Sonja (S. Zentner Pilinsky ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2003)
Cilj disertacije bio je pronaći numeričku metodu što veće točnosti za simulaciju širenja impulsa u svjetlovodu i razviti računalni program za simulaciju optičkog prijenosnog sustava. Jednadžbe širenja optičkog impulsa u svjetlovodu izvedene su pomoću Maxwellovih jednadžbi. Opisane su glavne pojave koje uključuju slabljenje svjetlovoda, disperziju grupne brzine, polarizacijsku disperziju i nelinearne efekte. Analizirani su solitoni i disperzijom upravljani solitoni, te je provedena diskusija o njihovim prednostima i manama. Izvod za gornju granicu prijenosne udaljenosti uzrokovane Gordon-Hausovim efektom je proveden na nov način. U tu svrhu je analizirano vremensko podrhtavanje nastalo superpozicijom šuma spontane emisije (ASE) na signal. Jednadžba širenja rješena je numerički primjenom dvaju postupaka: metodom konačnih razlika (FDM) i pseudospektralnom metodom (SSFM). Točnost obaju postupaka je ispitana uspoređivanjem numeričkih rezultata s analitičkim rješenjem za jednostavne slučajeve. Utvrđeno je da metoda konačnih razlika ima veću točnost. Računalni program koji simulira širenje signala kroz optički prijenosni sustav izveden je na osnovama metode konačnih razlika. Pojačalo sačinjeno od odsječka svjetlovoda dopiranog erbijem modelirano je striktno u vremenskoj domeni pri čemu je posebna pozornost posvećena modelu ASE šuma. Modelirani su i različiti pojasno propusni filtri. Mogućnosti koje pruža program prikazane su na karakterističnim primjerima linearnih sustava, sustava sa solitonskim prijenosom i sustava koji podržavaju prijenos disperzijom vođenih solitona. Ključne riječi: širenje optičkog impulsa, numeričko modeliranje, metoda konačnih razlika, solitoni, disperzijom upravljani solitoni