Questões de Engenharia Elétrica do ano 2013

Considere um guia dielétrico laminar (slab) simétrico composto por dois meios dielétricos com índices de refração n₁ e n₂, tal que n₁ > n₂. Assuma que a fonte laser disponível para excitar esse guia seja linearmente polarizada, e que a excitação será efetuada via acoplamento usando lentes, injetando o feixe do laser num dos extremos do guia, que chamaremos de entrada.

Assinale a alternativa que contém as condições básicas que teriam que ser satisfeitas para se excitar de forma eficiente o modo fundamental TE₀?

• A.

  A polarização do campo elétrico na entrada deve ser paralela às interfaces e a frequência de operação tem que ser maior que a frequência de corte do modo TE₁.

• B.

  A polarização do campo magnético na entrada deve ser perpendicular às interfaces e a frequência de operação tem que ser maior que a frequência de corte do modo TE₁.

• C.

  A polarização do campo elétrico na entrada deve ser perpendicular às interfaces e a frequência de operação tem que ser menor que a frequência de corte do modo TE₁.

• D.

  A polarização do campo elétrico na entrada deve ser paralela às interfaces e a frequência de operação tem que ser menor que a frequência de corte do modo TE₁.

• E.

  A polarização do campo magnético na entrada deve ser paralela às interfaces e a frequência de operação tem que ser menor que a frequência de corte do modo TE₁.

Além da dispersão, os principais fenômenos que degradam os sinais que se propagam através de uma fibra óptica em enlaces de longa distância são:

• A.

  refração e absorção por radicais OH.

• B.

  refração e espalhamento.

• C.

  espalhamento e absorção por radicais OH.

• D.

  espalhamento e efeito Joule.

• E.

  efeitos térmicos e absorção por radicais OH.

O fenômeno que garante o funcionamento dos acopladores ópticos direcionais é o de

• A.

  refração interna parcial frustrada.

• B.

  transmissão externa parcial bloqueada.

• C.

  transmissão interna total frustrada.

• D.

  reflexão externa parcial bloqueada.

• E.

  reflexão interna total frustrada.

Considerando dois guias laminares (slabs) quaisquer, paralelos, assinale que condições devem ser satisfeitas para que esse arranjo funcione como um acoplador óptico direcional.

• A.

  As constantes de atenuação dos modos que se propagam nos guias devem ser diferentes, e a distância de separação entre eles deve ser suficientemente próxima.

• B.

  As constantes de fase dos modos que se propagam nos guias devem ser iguais, e a distância de separação entre eles deve ser nula.

• C.

  As constantes de fase dos modos que se propagam nos guias devem ser iguais, e a distância de separação entre eles deve ser suficientemente próxima.

• D.

  As constantes de atenuação dos modos que se propagam nos guias devem ser iguais, e a distância de separação entre eles deve ser suficientemente próxima.

• E.

  As constantes de fase dos modos que se propagam nos guias devem ser diferentes, e a distância de separação entre eles deve ser nula.

Com relação aos métodos de cálculo dos modos de propagação em guias dielétricos de seção reta planar bi-dimensional, assinale a alternativa correta.

• A.

  O método do Índice Efetivo é mais versátil que o método de Marcatilli na solução modal de guias com baixo contraste de índice e geometria mais complexa que os guias retangulares.

• B.

  Os métodos do Índice Efetivo e de Marcatilli não funcionam em frequências bem maiores que a frequência de corte em guias de baixo contraste de índice.

• C.

  Os métodos do Índice Efetivo e de Marcatilli são muito precisos em guias de alto contraste de índices.

• D.

  O método do Índice Efetivo é menos versátil que o método de Marcatilli na solução modal de guias com alto contraste de índice e geometria mais complexa que os guias retangulares.

• E.

  Os métodos do Índice Efetivo e de Marcatilli só fornecem boas aproximações para frequências próximas do corte em guias de baixo contraste de índices.

Com relação ao contraste de índice de refração de dispositivos ópticos baseados em guias de onda ópticos, assinale a alternativa correta.

• A.

  Guias ópticos integrados com núcleos de sílica tendem a apresentar altos contrastes de índice de refração.

• B.

  Alto contraste de índice de refração dos guias reduz a radiação dos modos em curvaturas abruptas.

• C.

  Os modos dos guias ópticos integrados com altos contrastes de índice de refração podem ser calculados usando métodos escalares.

• D.

  Alto contraste de índice de refração aumenta o tamanho dos dispositivos ópticos integrados.

• E.

  Guias ópticos integrados com núcleos de silício tendem a apresentar baixos contrastes de índice de refração.

Considere uma cavidade ressonante Fabry-Perot composta de dois espelhos no espaço livre, separados por uma distância de 100 micrômetros. Em qual das frequências a seguir essa cavidade é capaz de ressoar?

• A.

  40 THz

• B.

  45 GHz

• C.

  40 GHz

• D.

  30 GHz

• E.

  30 THz

Considere que em uma fibra óptica se propagam duas portadoras ópticas com frequências f₁ e f₂; interessa-nos extrair a informação contida na diferença dessas duas frequências. O dispositivo que deve ser utilizado na saída da fibra é um/uma

• A.

  fibra com dispersão deslocada.

• B.

  modulador eletro-óptico.

• C.

  fibra para compensação de dispersão.

• D.

  fotodetetor.

• E.

  divisor de feixe.

As curvas de dispersão modal de um guia dielétrico laminar (slab) simétrico sem perdas podem ser apresentadas por meio das curvas universais b versus V. Sobre isso, assinale a alternativa correta.

• A.

  São válidas para slabs com alto contraste de índices. Para altas frequências b tende a 1. b tendendo a zero caracteriza a região de forte confinamento.

• B.

  São válidas para slabs independente se o contraste de índices é alto ou baixo. Para altas frequências b tende a 1. b tendendo a zero caracteriza a região do corte.

• C.

  São válidas para slabs com baixo contraste de índices. Para altas frequências b tende a 0. b tendendo a zero caracteriza a região de forte confinamento.

• D.

  São válidas para slabs dependente se o contraste de índices é alto ou baixo. Para altas frequências b tende a 0. b tendendo a zero caracteriza a região do corte.

• E.

  São válidas para slabs com baixo contraste de índices. Para altas frequências b tende a 1. b tendendo a zero caracteriza a região de fraco confinamento.

• A.

  I. Não existem modos. II. É discreto e finito. III. É contínuo.

• B.

  I. Existem alguns modos. II. É contínuo. III. É discreto e finito.

• C.

  I. Não existem modos. II. É discreto e infinito. III. É contínuo.

• D.

  I. Existem alguns modos. II. É contínuo. III. É discreto e infinito.

• E.

  I. É contínuo. II. É discreto e finito. III. Não existem modos.