Relatório Parcial IC - "Conversão Totalmente Óptico de Comprimentos de Onda via Mistura de Quatro Ondas Totalmente Automatizado por LabVIEW"

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE CAMPINAS – RELATÓRIO PARCIAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA - 1 -

PROGRAMA INTEGRADO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA (PIC)

PERÍODO DE AGOSTO/2010 A JULHO/2011

RELATÓRIO PARCIAL DE ATIVIDADES

PLANO DE TRABALHO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

CONVERSÃO TOTALMENTE ÓPTICA DE COMPRIMENTOS

DE ONDA VIA MISTURA DE QUATRO-ONDAS

Murilo Altheman Pereira , RA 10059665

Faculdade de Engenharia Elétrica

Prof. Dr. Eric Alberto de Mello Fagotto

Grupo de Pesquisa: Sistemas Fotônicos e de Internet Avançada

Linha de Pesquisa: Gerência de Redes de Teleinformática

Faculdade de Engenharia Elétrica

Modalidade: ( ) PIBIC/CNPq

(X) FAPIC/Reitoria

( ) FAPESP

( ) Outra Agência: _____________

Campinas, 22 de Fevereiro de 2011


1. Desenvolvimento do Plano de Trabalho de Iniciaçã o Científica

1.1. Atividades Previstas no Cronograma Original

De acordo com o plano de trabalho, o cronograma original previa:

[1] Levantamento bibliográfico das características e da montagem do conversor bem

como aprendizagem da linguagem G do programa LabVIEW;

[2] Simulações do experimento no programa VPITransmissionMaker;

[3] Controle do conversor com o ambiente LabVIEW;

[4] Experimentos com o conversor montado na bancada;

[5] Análise e discussão dos resultados;

[6] Preparação do relatório final e de eventuais artigos para congressos/revistas.

1.2. Atividades Realizadas e Justificativas

Concluído o levantamento bibliográfico, estudou-se o funcionamento do conversor de

comprimentos de onda, o que tornou necessário o entendimento de vários fenômenos

que ocorrem quando da propagação da luz ao longo de uma fibra óptica. Tais

fenômenos, ou efeitos, podem ser classificados como lineares, destacando-se a

atenuação e a dispersão, ou não-lineares, sendo o de maior relevância para o

funcionamento do conversor o da mistura de quatro ondas (Four-Wave Mixing – FWM).

Além disso, estudou-se a composição e os diferentes tipos de fibra, fontes luminosas

(LEDs e fotodetectores), multiplexação óptica, transmissão de sinais luminosos, filtragem

óptica e unidades de potência (mW, dB e dBm).

No intuito de se familiarizar com as técnicas de instrumentação necessárias para a

montagem do conversor, acompanhou-se o aluno de doutorado André Luiz Aguiar da

Costa (FEEC – Unicamp) durante a montagem de um amplificador paramétrico realizada

sob a orientação do Prof. Dr. Marcelo Luís Francisco Abbade (FEE – PUC-Campinas).

Na sequência, o projeto do conversor de comprimentos de onda foi desenvolvido com o

auxílio do software VPITransmissionMaker. Finalmente, estudou-se a linguagem G do

ambiente LabVIEW, da National Instruments, que permite a criação de instrumentos

virtuais (Virtual Instruments – VIs) a serem utilizados no controle remoto do conversor.

Ainda, participou-se do XV Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas e do

Workshop Fotonicom (CNPq/FAPESP).


1.3. Resultados Obtidos

A) Na sequência estão listados os VIs criados para a automação do conversor. Com a

exceção do filtro TF-500 (item 7) todos os equipamentos são conectados ao computador

mediante uma interface GPIB-USB. Os códigos referentes à programação dos VI’s estão

nos Apêndices de II a .

1) Controlador de Polarização General Photonics PolaMight MPC-101

O equipamento PolaMight MPC-101 da General Photonics permite controlar a

polarização da luz de acordo com os ajustes de quatro tensões definidas pelo usuário

(Fig.1). Para a automação, conectou-se o equipamento a um PC mediante uma interface

GPIB-USB. O fabricante encaminhou ao laboratório um VI próprio para o controle do

equipamento. Contudo, foi necessário desenvolver um VI modificado para atender às

exigências do projeto.

Fig. 1. Menu frontal do equipamento no laboratório sendo controlado por LabVIEW indicando as quatro

tensões de ajuste (V1, V2, V3 e V4) além de suas res pectivas frequências.

No painel frontal do controlador de polarização, é possível configurar manualmente as

tensões, freqüências e tipo de forma de onda para cada canal de polarização, além da

ativação do trigger e scrambling do equipamento.

Na Figura 2 encontra-se reproduzida a tela de controle do VI criado para a automatização

do PolaMight MPC-101, os controles da tensão de cada canal são acessados através da

aba “Manual” permitindo um ajuste entre 0 e 150 V.


Fig. 2. Aba ‘Manual’ do painel frontal do VI criado para o PolaMight MPC-101.

Através da aba “Waveform”, acessa-se cada um dos quatro canais e controla-se a

voltagem, a frequência e o tipo de onda (senoidal, quadrada ou triangular) do controlador

de polarização. Já na aba “Scrambling” há botões de controle para distribuir a potência

óptica na fibra ao longo dos canais e na aba “External Trigger” é possível ativar ou

desativar o clock externo do controlador. Ressalta-se que, acima da sequência de abas,

foi adicionado um botão OFF para interromper o VI. Esta função permite que, se

necessário, o equipamento volte a ser controlado manualmente. Existe ainda o controle

de seleção de porta (menu de seleção I/O) no qual são listados os equipamentos

conectados ao computador. Cabe ao usuário selecionar a porta correta relativa ao

controlador de polarização. Este último controle estará presente em todas os VIs criados

para os equipamentos.

A programação do diagrama de blocos deste equipamento encontra-se no Apêndice III.

2) Laser Tektronix PRO8000

Este equipamento consiste de duas fontes laser que podem ter as potências e

comprimentos de onda ajustados através do seu painel de controle (Fig.3).


Fig.3. – Vista frontal do equipamento Laser Tektroni x PRO8000.

Fig.4. (a) Detalhe das fontes laser Tektronix PRO800 0, estando o canal 2 ativado (esquerda) e (b) do me nu

de controle do mesmo equipamento.

O laser do canal 1 gera luz entre 1550,471 nm e 1552,971 nm (193,044 THz e 193,355

THz), enquanto o laser do canal 2 entre 1551,274 nm e 1553,774 nm (192,944 THz e

193,255 THz), ambos com uma potência de até 10 dBm.

Para a automação, conectou-se o equipamento a um PC mediante uma interface GPIB-

USB. Na tela do painel de controle do VI correspondente ao Tektronix PRO8000 (Fig.5),

podem ser ativados até dois canais, podendo-se configurar a potência e comprimento.

Na parte superior da tela, são mostradas, com intervalos de 100 ms, as leituras do

comprimento de onda, frequência e potência de cada canal. Existem ainda controles

individuais para se ligar e desligar cada laser, além de um controle geral de segurança

que possibilita que ambos os lasers sejam desligados simultaneamente.


Fig.5. Painel frontal do VI criado para automação d o equipamento.

A programação do diagrama de blocos deste equipamento encontra-se no Apêndice IV.

3) Laser Agilent 8164B/81989A

O equipamento Agilent 8164B/81989A é uma fonte laser de alta potência (até 14.5 dBm)

sintonizável entre 1465 nm e 1575 nm. Por questões de segurança, para que a sua

operação seja habilitada, é necessário que o usuário forneça uma senha numérica para

acionar o laser. Uma visualização do seu painel frontal está na Fig. 6.

Fig.6. Menu frontal do equipamento no laboratório sendo controlado por LabVIEW.


Através do painel de controle do VI (Fig. 7), pode-se configurar o comprimento de onda e

a potência de saída do laser, havendo também um campo para a inserção da senha de

segurança para acesso ao equipamento. Adicionalmente, são mostradas as faixas

válidas para cada um dos parâmetros a serem ajustados. Na parte superior da tela do

VI, são exibidas, em intervalos de 150 ms, leituras dos parâmetros do laser (a potência

pode ser exibida em dBm e mW). Ao ser pressionado o botão STOP, a comunicação

com o equipamento cessa e o laser é automaticamente desligado como forma de

segurança.

Fig.7. Painel frontal do VI criado para automação do equipamento Agilent 8164B/81989A.

A programação do diagrama de blocos deste equipamento se encontra no Apêndice V.

4) OZ Optics Power Meter POM-300

O POM-300 é um instrumento (Fig.8) para a medição de potência óptica, que apresenta

os resultados em mW ou dBm, e que necessita ser calibrado todas as vezes que é

ligado. Existe também a possibilidade de um ajuste fino em função do comprimento de

onda medido.


Fig.8. Menu frontal do equipamento no laboratório s endo controlado por LabVIEW.

Todos os ajustes mencionados podem ser feitos através do painel do VI correspondente

ao POM-300, conforme é ilustrado na Fig.9. O tempo necessário para a calibração do

equipamento é de até 23 s e de 8 s para reiniciar.

Fig.9. Painel frontal do VI correspondente ao POM-300 .


A programação do diagrama de blocos deste equipamento pode ser encontrada no

Apêndice VI.

5) OZ Optics Motor-Driven Tunable Filter TF-100-11-MC

O TF-100-11-MC é um filtro óptico com largura de banda de 0,8 nm para faixa de

comprimentos de onda determinados entre 1550 nm e 1570 (Fig. 10). O controle do filtro

é feito remotamente por computador visto que o dispositivo não possui interface de

configuração manual. Sua entrada lógica é ligada a uma fonte de +5V e seu motor de

passo a uma de +6V.

Fig.10. Equipamento no laboratório sendo controlado por LabVIEW.

Na Figura 11 é apresentada a interface de controle do VI correspondente ao TF-100-11-MC

na qual podem ser visualizados: a freqüência central do filtro, o botão de reset e o de

calibração. É importante notar que o manual do fabricante orienta o usuário a realizar a

reinicialização do filtro a cada vez que este for ligado


Fig.11. Painel frontal da VI criada para automação do equipamento.

6) IPG Photonics Erbium Doped Fiber Amplifier EAD-40-C

O EAD-40-C é um amplificador dopado a érbio (Fig. 12) capaz de amplificar sinais

ópticos até uma potência de saída de 16 dBm (40 mW) para sinais contidos dentro da

Banda C.

Fig. 12. Menu frontal do equipamento no laboratório sendo controlado por LabVIEW.


Fig.13. – Painel frontal da VI criada para automação do amplificador.

Na Figura 13 ilustra-se painel de controle do VI correspondente ao EAD-40-C, na qual

observa-se um botão para o ajuste da potência no amplificador e outro para desligar o

equipamento .

7) DiCon Motorized Tunable Filter TF-500

O TF-500 é um filtro óptico com largura de banda de 1,6 nm para comprimentos de onda

ao longo da banda C (Fig. 14). O controle do filtro é feito remotamente por computador,

visto que o dispositivo não possui interface de configuração manual. O equipamento é

alimentado por uma fonte +12V e a sua saída de dados é conectada ao computador

mediante uma interface RS-232.

Fig.14. Equipamento no laboratório sendo controlado por LabVIEW.


Na interface do VI de controle do TF-500 (Fig 15) encontram-se dois botões (“UP” e

“DOWN” para o posicionamento (passo de 0,5 nm) da freqüência de corte do filtro e um

botão para desligá-lo (“STOP”).

Fig.15. Painel frontal da VI criada para automação do filtr o óptico.

B) Conversor de comprimentos de onda – Simulação

Fig. 16. Simulação do conversor de comprimentos de o nda.

Para a simulação do conversor, realizada mediante o uso do aplicativo

VPITransmissionMaker, considerou-se o esquemático apresentado na Fig. 16. O sinal de

entrada, amplificado até uma potência de 50 mW, propaga-se em 192,00 THz e o sinal

CW1 em 192,40 THz, sendo este último com uma potência de 5 mW. Tais sinais são

acoplados em uma fibra altamente não-linear de dispersão deslocada (Highly Nonlinear

Dispersion Shifted Fiber – HNL-DSF) de 2 km de extensão com os seguintes parâmetros

físicos: comprimento de dispersão nula λ0=1567,13 nm, inclinação de dispersão

S0=0,023 ps/nm2/km , atenuação α=0,2 dB/km e coeficiente não-linear γ=20 W-1.km-1. O

espectro resultante da simulação encontra-se na Fig. 17, no qual se pode observar, além

dos sinais acoplados inicialmente na HNL-DSF, o surgimento de vários produtos de

FWM [1,2], estando indicados os dois de primeira ordem f1- e f1+ que se propagam,

respectivamente, em 191,60 THz e 192,40 THz. O surgimento dos produtos de FWM


indica que ocorreu a conversão de comprimento de onda do sinal de entrada. Observa-

se ainda que, durante a simulação, os sinais de entrada têm polarização paralela a fim

de maximizar o efeito de FWM.

Fig. 17. Espectro resultante da simulação realizada no VPITransmissionMaker.

1.4. Análise de Resultados

Todos os VI’s implementados, e apresentados na seção anterior, funcionaram

possibilitando o controle dos equipamentos necessários para a automação do conversor

de comprimentos de onda totalmente óptico [3,4]. Adicionalmente, os resultados da

simulação (v. Fig.17) fornecem subsídio para a montagem experimental do conversor,

que consistirá da próxima etapa do cronograma que está sendo adequadamente

cumprido


1.5. Considerações Finais e Previsão de Atividades

Os resultados são animadores e estão de acordo com a realização das atividades

previstas para este semestre. A próxima atividade prevista é a integração de todos os

equipamentos do conversor em uma bancada virtual única controlada por computador,

que poderá ser acessada a partir de qualquer ponto de rede no planeta.

Período entre Ago/2010 e Jul/2011

F A S E S E/OU

E T A P A S

MESES

AGO SET OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL

Levantamento Bibliográfico X X

Simulações utilizando o

VPITransmissionMaker

X X X X X X X X X

Controle do conversor com o

ambiente LabVIEW

X X X X

Experimentos com o

Conversor

X X X X X

Análise e Discussão dos

Resultados

X X X X X X X X

Preparação do relatório e

eventuais artigos para

congressos/revistas

X X X X X X X

1.6. Referências Bibliográficas

[1] G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics, 4th ed. (Academic, 2007).

[2] M.L.F. Abbade, E.A.M. Fagotto, R.S. Braga, I.E. Fonseca, E. Moschim, F.R. Barbosa, “Optical amplitude multiplexing through four-wave mixing in optical fibers”, IEEE Photon. Technol. Letters, vol. 17, no 1, pp. 151-153, Jan. 2005. [3] D. J. Blumenthal, A. Carena, L. Rau, V. Curri, and S. Humphries, “All-optical label swapping with wavelength conversion for WDM-IP networks with subcarrier multiplexed addressing,” IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 11, pp. 1497–1499, Aug. 1999.


[4] N. Chi, J. Zhang, P. V. Holm-Nielsen, C. Peucheret, P. Jeppensen, “Transmission

and Transparent Wavelength Conversion of an Optically Labeled Signal Using

ASK/DPSK Orthogonal Modulation,” IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 15, no. 5, May

2003.

2. Produção Técnico-Científica Associada

2.1. Produção sob a forma de artigo científico em co-autoria com o orientador

Não há produção associada sob a forma de artigo científico em co-autoria com o

orientador.

2.2. Participação em Sessões de Comunicação Oral e Painéis de Eventos Científicos

Participou-se do XV Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas com exposição

de painel e do Workshop Fotonicom (CNPq/FAPESP). Verificar os anexos no Apêndice

X.

2.3. Demais produções técnico-científicas desenvolvidas

Não há outras formas de produção técnico-científicas associadas ao desenvolvimento do

plano de trabalho de IC.

3. Parecer do orientador sobre o desempenho do alun o

O aluno teve um desempenho excelente e destacado nas atividades desempenhadas no

laboratório e também sempre esteve presente em todas as discussões do grupo. Além

disso, participou do XV Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas e das seções do

Workshop do INCT-Fotonicom (CNPq/FAPESP).


4. Anexos

Apêndice I – O Ambiente LabVIEW

O ambiente LabVIEW é composto por duas interfaces dependentes entre si: o painel

frontal e o diagrama de blocos. No painel frontal, cria-se a interface do programa com o

usuário através da imitação do menu do aparelho. Já no diagrama de blocos realiza-se

toda a metodologia de programação em linguagem gráfica (código G). Qualquer VI

gerada depende de uma prévia instalação do LabVIEW no computador para ser

executado. Uma das vantagens da utilização deste software para o projeto é sua

agilidade e praticidade no desenvolvimento de códigos considerados complexos quando

comparado a programas que utilizem outro tipo de linguagem de programação como, por

exemplo, C/C++. Além disso, sua interface gráfica garante um fácil manuseio na

inserção e visualização de dados. Neste trabalho, o LabVIEW 9.0 Versão Estudante para

Windows foi utilizado na automação dos equipamentos utilizados na montagem do

conversor.

Figura A2.1 – Estrutura do ambiente LabVIEW na qual encontram-se o painel frontal (anterior) e

o diagrama de blocos (posterior).


Apêndice III – Detalhes da programação do Controlador de Polarização General

Photonics PolaMight MPC-101

O diagrama de blocos com parte da programação desenvolvida é apresentado na Fig.

A3.1. Como forma de facilitar a explicação do algoritmo gerado, o código foi enumerado

sistematicamente.

Figura A3.1 – Detalhes enumerados da programação da aba “Manual” do painel frontal.

Item 1 – Abertura da porta GPIB do equipamento através de um bloco próprio do

ambiente LabVIEW denominado VISA.

Item 2 – While Loop que percorre o restante da programação desenvolvida. O ciclo de

repetição será interrompido quando o usuário pressionar o botão “OFF” no painel frontal

da VI. Este ciclo permite que a VI esteja em constante repetição e, consequentemente,

em constante atualização através do contínuo fluxo de troca de dados.

Item 3 – Ao acessar cada aba do painel frontal, o usuário ativa programações diferentes

para serem executadas. O controlador “Seleção de Menu” determina qual programação

deve ser seguida baseando-se na escolha do usuário.

Item 4 – No exemplo, a aba escolhida pelo usuário foi a “Manual” e o frame indicado

neste item contém a programação a ser executada.

Item 5 – Conjunto de frames com programações diferentes para cada aba do painel

frontal. Na Fig. A3.3, a sequência vai de 0 a 3 em um total de 4 frames que podem ser

executados.

Item 6 – Adequação da estrutura numérica do valor de voltagem e envio (escrita) ao

equipamento da string gerada. Valores inseridos pelo usuário como 137,589V serão

transformados em 137.58V e valores fora do range como 189,67V serão aproximados

para 150.00V (valor mais próximo). Há a concatenação de strings para a escrita de bits

no equipamento pelo bloco VISA WRITE. Por exemplo, ao informar 123,50V para o canal

2, a programação enviará ao equipamento a string *CV2 123.50# através do bloco citado.


Item 7 – Blocos de programação específica do LabVIEW que exibem ocasionais

mensagens de erro de comunicação entre o programa e o. Caso um erro ocorra, pode-se

saber exatamente em que parte da estrutura de programação ele ocorreu.

Na Fig. A3.2, mostra-se outra parte do código de programação do controlador de

polarização. Novamente, uma numeração sequencial foi inserida para facilitar a

explicação do conjunto de blocos.

Figura A3.2 – Detalhes enumerados da programação da aba “Waveform” do painel frontal.

Item 8 - Aba “Waveform” está selecionada dentro da estrutura geral de While Loop. No

painel frontal, o usuário pode configurar a forma de onda, a voltagem e a frequência de

cada canal do controlador.

Item 9 – Indicação do canal (1, 2, 3 ou 4) selecionado pelo usuário através do painel

frontal para receber as configurações feitas.

Item 10 – Case Form que inicia os respectivos comandos de atualização (escrita) do

canal. Na figura, observa-se que o canal selecionado no Case Form é o 2 e alterações

feitas pelo usuário serão recebidas exclusivamente por este canal.

Item 11 - Programação referente à escrita no equipamento do tipo de onda escolhida

pelo usuário.

Item 12 – Programação referente à escrita no equipamento da voltagem escolhida pelo

usuário.

Item 13 – Programação referente à escrita no equipamento da frequência pelo usuário.

Ainda neste item, existe a configuração de erro do LabVIEW citada anteriormente.

É importante relatar que existe no Case Form uma programação default (0) que

representa a escolha de nenhum canal pelo usuário. Por estar em While Loop, a leitura


do canal escolhido pelo usuário é constante e, consequentemente, também a leitura de

suas alterações. Se não há alterações realizadas pelo usuário, o Case Form default (0)

evita o envio de programações desnecessárias ao controlador de polarização e permite

uma maior rapidez na VI visto que há menor número de blocos a serem executados. As

abas “Scrambling” e “External trigger”, apesar de não serem apresentadas neste

trabalho, possuem semelhança de código e algoritmo.

Apêndice IV – Detalhes da programação do Laser Tektronix PRO8000



sistematicamente.


Figura A4.1 – Diagrama de blocos com código G para automação deste equipamento.


Item 1 – Abertura da porta GPIB do equipamento através de um bloco próprio do

ambiente LabVIEW. Ressalta-se que a porta escolhida pelo usuário é enviada ao longo

da programação através de uma string contendo o nome e o número da porta de

seleção.

Itens 2 e 3 – Conjunto de blocos de segurança contra travamento da estrutura de

programação caso a porta escolhida pelo usuário contenha outro equipamento diferente

do laser ligado a ela. Com isso, isola-se o número da porta GPIB escolhida e solicita-se

a identificação do equipamento através do envio do comando de escrita *IDN? .

Item 4 – Blocos próprios de comando GPIB (evolução no estudo da linguagem G). A

programação recebe a resposta da escrita do item anterior e compara o nome do laser

com a string recebida. Se as strings comparadas forem iguais, o restante do código será

executado visto trata-se do laser conectado a esta porta. Caso contrário, o usuário

receberá uma mensagem de erro.

Item 5 – Limpeza de buffer do LabVIEW. O programa apresenta, por vezes, falha de

limpeza automática de buffer, o que ocasiona erros na leitura de informações e

travamento da VI.

Item 6 – Desabilitação da modulação de RF do laser, visto que não será utilizada no

experimento.

Item 7 – Envio de comandos de seleção de canal para o equipamento pela escolha do

canal pelo usuário no painel frontal.

Item 8 – Escrita de comandos solicitando o canal ativo no laser.

Item 9 – Leitura da resposta do item anterior. Baseada na resposta recebida, uma string

de instruções de parâmetros é mostrada para o usuário. Cada canal possui parâmetros

próprios de configuração.

Item 10 – Conversão do valor número de comprimento de onda digitado pelo usuário

para o formato lido pelo equipamento e posterior envio de uma string a este último

solicitando a alteração ao equipamento. Este item, contudo, somente é executado se o

comprimento de onda for alterado pelo usuário. Caso contrário este item é evitado.

Item 11 – Leitura do comprimento de onda ativo no filtro naquele momento. O segundo

frame deste item unicamente extrai informações da string resposta e concatena a outras

como forma de facilitar a visualização do valor informado pelo usuário no painel frontal.

Observa-se que este item é executado independentemente de alterações terem sido

feitas pelo usuário nos controles do item 10.

Item 12 – Alteração na frequência do laser no canal escolhido pelo usuário no item 7.


Item 13 – Leitura da frequência ativa no laser no momento da solicitação. Há ainda

blocos responsáveis por converter a string recebida em uma com formato adequado à

visualização pelo usuário.

Item 14 – Alteração na potência do laser no canal escolhido pelo usuário e respectiva

escrita das informações alteradas no equipamento.

Item 15 – Leitura da potência ativa no laser no momento da solicitação. Há ainda blocos

responsáveis por converter a string recebida em uma com formato adequado à

visualização pelo usuário.

Item 16 – Ativação/Desativação do laser do canal selecionado pelo usuário.

Estrategicamente, a ativação do laser foi programada no final da VI.

Item 17 – Leitura do status do laser no momento da solicitação. Se a resposta indicar

que o laser está ligado, o LED daquele canal acende-se. Caso contrário, apaga-se.

Item 18 – Desligamento dos lasers quando o botão STOP é pressionado pelo usuário no

painel frontal da VI.

Ressalta-se que o código do equipamento está envolto por um While Loop e a

escrita/leitura é, portanto, constante.

Apêndice V – Detalhes da programação do Laser Agilent 8164B/81989A



sistematicamente.




Item 1 - Abertura da porta GPIB do equipamento através de um bloco próprio do

ambiente LabVIEW. Ressalta-se que a porta escolhida pelo usuário é enviada ao longo

da programação através de uma string contendo o nome e o número da porta de

seleção.

Item 2 – Conjunto de blocos de segurança contra travamento da estrutura de

programação caso a porta escolhida pelo usuário contenha outro equipamento diferente

do laser ligado a ela.

Item 3 – Limpeza de buffer de leitura.

Item 4 – Validação da senha informada pelo usuário. A senha informada é escrita em

uma string para o equipamento liberar/negar o acesso à ativação do laser.

Item 5 – Escrita de comandos solicitando o privilégio de acesso ao laser.

Item 6 - Se a senha estiver correta, a string de resposta indica que o privilégio do usuário

é TRUE e o LED do painel frontal mostra UNLOCKED para o usuário no painel frontal .

Caso contrário, indica LOCKED.

Item 7 – Conversão do valor número de comprimento de onda digitado pelo usuário para

o formato lido pelo equipamento e posterior envio de uma string a este último solicitando

a alteração ao equipamento. Este item, contudo, somente é executado se o comprimento

de onda for alterado pelo usuário. Caso contrário este item é evitado.

Item 8 – Conversão do valor número de frequência digitada pelo usuário para o formato

lido pelo equipamento e posterior envio de uma string a este último solicitando a

alteração ao equipamento.

Item 9 – Leitura do comprimento de onda ativo no filtro naquele momento.

Item 10 – Extração das informações da string resposta e concatenação a outras como

forma de facilitar a visualização do valor informado de comprimento de onda pelo usuário

no painel frontal. Observa-se que este item é executado independentemente de

alterações terem sido feitas pelo usuário nos controles do item 9.

Item 11 – Exibição da frequência do laser no painel frontal. Este frame não tem qualquer

integração com o equipamento e os valores são obtidos de leituras de frames anteriores.

Itens 12 e 13 – Escrita de comandos solicitando a alteração de potência do

equipamento. No item 12, a potência enviada em forma de string encontra-se em dBm

enquanto no item 13 em mW.

Item 14 – Escrita de comandos solicitando a potência ativa no laser e, no frame seguinte,

leitura da string de resposta da potência em dBm no momento da medição.

Item 15 – Exibição da potência em dBm no painel frontal para o usuário.


Item 16 – Conversão da potência em dBm obtida pelo equipamento em mW. Há ainda a

exibição da potência em mW no painel frontal para o usuário.

A opção por não solicitar uma nova leitura ao equipamento para obter a string da

potência em mW garante que cada ciclo do While Loop seja realizado mais rapidamente.

Item 17 – Ativação/Desativação do laser.

Item 18 – Leitura do status do laser no momento da solicitação. Se a resposta indicar

que o laser está ligado, o LED daquele canal acende-se. Caso contrário, apaga-se Ao

pressionar-se STOP no painel frontal, o laser é automaticamente desligado como forma

de segurança.

Apêndice VI – Detalhes da Programação do Power Meter OZ Optics POM-300



sistematicamente.




Item 1 – Abertura da porta RJ11 do equipamento através de um bloco próprio do

ambiente LabVIEW.

Item 2 – Escrita da solicitação da calibração do equipamento. Este comando, após

executado, congela o andamento da programação por 23 segundos, tempo necessário

para a completa calibração do Power Meter.

Item 3 – Limpeza de buffer.

Item 4 – Escrita da solicitação de reinicialização do equipamento. Este comando, após a

execução, congela o andamento da programação por 8 segundos até o completo reinício

do equipamento.

Item 5 – Escrita da alteração do comprimento de onda de leitura do equipamento feita

pelo usuário no painel frontal da VI.

Item 6 – Da escrita do item 5 no equipamento, uma resposta de confirmação de

alteração é enviada para o computador. Esta resposta, contudo, não pode ser limpa do

buffer pelo bloco de limpeza utilizado anteriormente. É preciso, portanto, realizar a leitura

e descartá-la. Porém, a string de retorno apresenta quebras de linha e o LabVIEW

identifica cada quebra como o final da string, cortando-a. Para a completa leitura, criou-

se um shift register com a quantidade de linhas equivalendo a quantidade de ciclos que

devem ser realizados pela programação.

Item 7 – Escrita da solicitação do comprimento de onda de leitura do equipamento no

momento da medição.

Item 8 – Exibição da string resultante do item 7 ao usuário no painel frontal. Da mesma

forma que no item 6, desenvolveu-se um shift register capaz de ler todos os dados

apresentados pela string devido às quebras de linha.

Item 9 – Alteração do parâmetro de configuração para que o equipamento realize leitura

em dBm.

Item 10 – Escrita da solicitação da potência no momento da medição.

Item 11 – Realização de seguidas leituras da string resultante como alternativa ao shift

register apresentado anteriormente.

Item 12 – Apresentação do resultado do item anterior ao usuário de forma clara e

concisa no display do painel frontal.

Item 13 – Alteração do parâmetro de configuração para que o equipamento realize

leitura em mW.

Item 14 – Escrita de solicitação da potência no momento da medição.

Item 15 - Realização de seguidas leituras da string resultante como alternativa ao shift

register apresentado anteriormente.


Item 16 – Apresentação do resultado do item anterior ao usuário de forma clara e

concisa no display do painel frontal.

Apêndice VII – Detalhes da Programação do OZ Optics Motor-Driven Tunable Filter TF-

100-11-MC



sistematicamente.



Item 1 – Abertura da porta RJ11 do equipamento através de um bloco próprio do

ambiente LabVIEW.

Item 2 – Escrita da solicitação de ativar do eco de comandos. Com isso, pode-se receber

na string de retorno primeiramente o comando enviado e, na próxima linha, a resposta

do equipamento para a função enviada.

Item 3 – Shift register para leitura completa da string de resposta do comando anterior.

Assim como no Power Meter, verifica-se que os equipamentos da OZ encaminham

strings de resposta com quebras de linha e que uma limpeza de buffer do LabVIEW não

é suficiente para eliminá-la da memória.

Item 4 – Escrita da solicitação de reinicialização do equipamento. Este comando é

executado quando o botão RESET é pressionado pelo usuário no painel frontal.

Item 5 – Shift register executado apenas se o botão RESET for pressionado. Isso evita

um travamento de sistema ao bloquear a leitura de uma função não enviada ao

equipamento.

Item 6 – Escrita da solicitação de calibração do equipamento. Este comando é

executado quando o botão HOME é pressionado pelo usuário no painel frontal. Esta

programação permite ao motor de passo ajustar-se em uma posição previamente

determinada pelo fabricante.

Item 7 – Shift register executado apenas se o botão HOME for pressionado. Isso evita

um travamento de sistema ao bloquear a leitura de uma função não enviada ao

equipamento.

Item 8 – Escrita da solicitação de alteração do comprimento de onda do filtro. Este

comando é executado quando o botão SET LAMBDA é pressionado pelo usuário no

painel frontal.

Item 7 – Shift register executado apenas se o botão SET LAMBDA for pressionado. Isso

evita um travamento de sistema ao bloquear a leitura de uma função não enviada ao

equipamento.

Item 10 – Escrita da solicitação do comprimento de onda do filtro no momento da

medição. Observa-se que este item será executado apenas se alguma condição das

portas OR booleanas for verdadeiro, ou seja, será executado apenas se o botão RESET,

HOME ou SET LAMBDA for pressionado pelo usuário.

Item 11 – Shift register que lê a segunda linha da string de resposta do item 10. Esta

linha contém o comprimento de onda do equipamento no momento da medição e é

mostrada no display superior do painel frontal para o usuário.


Apêndice VIII – Detalhes da Programação do IPG Photonics Erbium Doped Fiber

Amplifier EAD-40-C


A8.1.


O diagrama de blocos da VI criada para a automação do amplificador apresenta uma

programação simples. No primeiro frame ocorre a abertura da porta RS232 do

equipamento através do bloco do bloco próprio de ambiente LabVIEW. Já no segundo

frame ocorre o envio de um comando de escrita para o equipamento contendo uma

string com a potência selecionada pelo usuário no painel frontal.

Esta VI não possui blocos de leitura da potência do aparelho pois os comandos que

realizam esta função não condizem com o manual e precisa-se aguardar uma posição

do fabricante sobre a questão.


Apêndice IX – Detalhes da Programação do DiCon Motorized Tunable Filter TF-500


A9.1.


No diagrama de blocos da VI criada para a automação do filtro, observa-se no primeiro

frame a abertura da porta RS232 através do bloco VISA. Já no segundo frame, a ocorre

a solicitação da escrita ao equipamento de 20 passos para cima (UP). Por sua vez, o

terceiro frame apresenta a escrita de 20 passos para baixo (DOWN). Ressalta-se que o

código aplicado ao microcontrolador não apresenta comandos para leitura de

informações do filtro.


Apêndice X – Certificados e painéis expostos nos eventos

Figura A10.1 – Painel exposto no XV Encontro de Ini ciação Científica da PUC-Campinas.


Figura A10.2 – Certificado de participação do XV En contro de Iniciação Científica da PUC-

Campinas.

Figura A10.3 – Certificado de participação do Works hop Fotonicom (CNPq/FAPESP).

Documents

Relatório Parcial IC - "Conversão Totalmente Óptico de Comprimentos de Onda via Mistura de Quatro Ondas Totalmente Automatizado por LabVIEW"