Neste capítulo foram estudadas, através de simulação, quatro aplicações com os QD-SOAs como principal componente. As diferentes aplicações foram escolhidas de forma a que se baseassem nos principais efeitos não lineares que ocorrem nos QD-SOAs: XPM, SPM, XGM e FWM. Para todas as aplicações fizeram-se simulações de funcionamento a um ritmo de transmissão de 40 Gbit/s, para o qual se tentou encontrar um ponto óptimo de funcionamento, alterando as potências dos sinais envolvidos e a corrente de polarização dos QD-SOAs.
Na secção 4.2 foi estudada uma configuração possível de uma porta lógica XOR. O princípio de funcionamento baseia-se num MZI, com um QD-SOA em cada braço a modular a fase dos sinais através do efeito não linear da XPM. Mediante as simulações efectuadas, conseguiram-se determinar alguns pontos óptimos de funcionamento a 40 Gbit/s. Esses pontos de funcionamento foram para uma densidade de corrente de polarização dos QD-SOAs de J = 5 kA/cm2, com uma potência média dos operandos A e B
média dos operandos e 22.48 dBm para o sinal CW. O outro ponto de funcionamento determinado foi para J = 1 kA/cm2, com uma potência média dos operandos de 16.44 dBm e o sinal CW de 1.66 dBm.
Com o XOR a operar na configuração descrita, conclui-se que se conseguem melhores desempenhos com os QD-SOAs a operarem com uma corrente de polarização acima da saturação, conseguindo-se nesse caso dois pontos de funcionamento com desempenhos semelhantes, para os quais os impulsos de saída mantêm a forma original. Com o aumento do ritmo de transmissão para 160 Gbit/s não se fez sentir qualquer efeito no desempenho do XOR, pelo que se prevê um grande potencial dos QD-SOAs para esta aplicação.
Na secção 4.3 foi simulada uma possível aplicação para os QD-SOAs pouco conhecida até então, que é a possibilidade de utilizar um QD-SOA para converter um sinal modulado em DSB para VSB, recorrendo ao efeito não linear da SPM. Nesta aplicação conseguiram-se bons resultados a 40 Gbit/s, com o QD-SOA a operar com uma corrente de polarização muito abaixo da corrente de saturação, J = 0.1 kA/cm2. No entanto não foi encontrado um ponto óptimo de funcionamento, pois para cada uma das duas medidas de desempenho escolhidas para caracterizar o funcionamento dos QD-SOAs, a zona de melhores resultados eram opostas entre si. Para esta aplicação, a escolha do ponto de funcionamento tem que ser tomada em função dos requisitos de cada projecto. Se se pretende menor penalização da razão de extinção, penalizando a supressão de uma das bandas laterais, terá que se introduzir um sinal CW complementar à entrada do QD-SOA. Quando a penalização da razão de extinção não é significativa para o projecto requerido, preferindo aumentar a supressão de uma das bandas, conseguem-se melhores resultados sem o sinal CW. É uma escolha que terá que ser feita durante a elaboração do projecto, onde um equilíbrio entre as duas medidas de desempenho pode ser considerado.
Uma vez que o melhor desempenho do QD-SOA foi para uma corrente muito inferior à corrente de saturação, a sua resposta também é muito mais lenta, daí o fraco desempenho a 160 Gbit/s.
Nas secções 4.4 e 4.5 foram estudadas duas possibilidades de conversão de comprimento de onda totalmente no domínio óptico. Na secção 4.4 foi utilizado um QD-SOA, onde se fez uso do efeito não linear da XGM. Para esta aplicação não foi
encontrado um ponto óptimo de funcionamento. Para este caso, conseguem-se sempre melhores resultados para uma corrente de polarização na saturação dos QD-SOAs, mas se por um lado a penalidade da razão de extinção é menor para valores elevados da potência do sinal de dados e valores baixos da potência do sinal CW, por outro lado a eficiência de conversão é maior para uma zona de potências opostas às anteriores. Nesta aplicação, trata- se também de uma escolha que depende dos requisitos de cada projecto. De referir ainda que a grande vantagem deste método de conversão de comprimento de onda é que se consegue uma elevada eficiência de conversão, mas tem a desvantagem de penalizar significativamente a razão de extinção.
Na conversão de comprimento de onda baseada no efeito não linear da FWM, estudada na secção 4.5, foi possível encontrar um ponto óptimo de funcionamento. Com esta técnica, a zona de máxima eficiência de conversão corresponde à zona de menor penalidade da razão de extinção, que corresponde a uma baixa potência do sinal de dados e a uma potência do sinal CW entre aproximadamente 0 dBm e 15 dBm, com uma corrente de polarização na saturação. Ao contrário da técnica anterior, esta técnica praticamente não degrada a razão de extinção, tendo como desvantagem uma baixa eficiência de conversão.
Uma vez que as duas técnicas de conversão de comprimento de onda têm melhores resultados com o QD-SOA a operar com uma corrente de saturação, conseguiram-se os mesmos resultados para um ritmo de transmissão de 160 Gbit/s, prevendo-se resultados semelhantes para ritmos muito superiores.
Com os resultados aqui reportados, em que se conseguiram bons desempenhos dos QD-SOAs em aplicações de elevado ritmo de transmissão, é possível prever que tenham um papel importante nas futuras gerações de sistemas de comunicações ópticas.