Luận văn thạc sĩ HUS ảnh hưởng của chirp phi tuyến bậc hai và bậc ba đối với xung dạng gauss trong thông tin quang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DOÃN THỊ LÝ ẢNH HƯỞNG CỦA CHIRP PHI TUYẾN BẬC HAI VÀ BẬC BA ĐỐI VỚI XUNG DẠNG GAUSS TRONG THÔNG TIN QUANG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà nội, năm 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN DOÃN THỊ LÝ ẢNH HƯỞNG CỦA CHIRP PHI TUYẾN BẬC HAI VÀ BẬC BA ĐỐI VỚI XUNG DẠNG GAUSS TRONG THÔNG TIN QUANG Chuyên ngành: Quang học Mã số: 60 44 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS TRỊNH ĐÌNH CHIẾN Hà nội, năm 2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC MỞ ĐẦU .3 CHƢƠNG 1: SỰ TẠO XUNG CỰC NGẮN .4 1.1.Cơ chế phát xung cực ngắn phƣơng pháp đồng mode 1.1 Nguyên tắc đồng mode ( khóa mode) .4 1.2 Khóa mode chủ động 1.3 Khóa mode phƣơng pháp bơm đồng 1.4 khóa mode thụ động 10 1.4.1 Sự hình thành xung điều kiện để phát xung cực ngắn 12 1.4.2 Phƣơng pháp khoá mode thụ động chất hấp thụ bão hòa .13 1.5 Xung cực ngắn dạng soliton .18 1.5.1 Đặc điểm xung cực ngắn dạng soliton 18 1.5.2 Laser Soliton Raman sợi quang 20 CHƢƠNG 2: QUÁ TRÌNH TRUYỀN DẪN TRONG THƠNG TIN QUANG .21 2.1 Phƣơng trình truyền sóng .21 2.1.1 Phƣơng trình truyền sóng .21 2.1.2 Các phƣơng trình Maxwell 22 2.1.3 Những mode sợi quang: 24 2.2 Sự mở rộng xung thông tin quang .27 2.2.1 Sự mở rộng xung tán sắc vận tốc nhóm (GVD) .27 2.2.2 Sự mở rộng xung tự điều biến pha(SPM) 28 2.3 Bù trừ tán sắc thông tin quang 29 2.3.1 Hiện tƣợng tán sắc sợi quang 30 2.3.2 Bù tán sắc cách tử quang sợi Bragg có chu kỳ biến đổi tuyến tính 31 2.4 Hệ thống thơng tin soliton 33 2.4.1 Phƣơng trình schrodinger phi tuyến 34 2.4.2 Truyền dẫn thông tin soliton 35 2.4.3 Tƣơng tác soliton 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.4.5 Mở rộng xung soliton mát 39 CHƢƠNG 3: ẢNH HƢỞNG CỦA CHIRP PHI TUYẾN BẬC 2, BẬC ĐỐI VỚI XUNG DẠNG GAUSS TRONG THÔNG TIN QUANG .41 3.1 Xung dạng Gauss truyền qua sợi quang đơn mode .41 3.1.1 Xung Gauss khơng có chirp qua sợi quang đơn mode 42 3.1.2 Xung Gauss có chirp qua sợi quang đơn mode .42 3.2 Khảo sát độ rộng xung theo tham số chirp C truyền qua sợi có chiều dài L 45 3.3 Khảo sát xung Gauss có chirp phi tuyến bậc vào sợi quang .47 3.4 Khảo sát xung Gauss có chirp phi tuyến bậc vào sợi quang .53 3.5 Khảo sát xung Gauss truyền qua sợi quang không gian ba chiều 60 KẾT LUẬN .69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển nhanh chóng laser xung cực ngắn, phƣơng pháp quang phổ học, lĩnh vực thông tin quang nhiều ngành khác phát triển vƣợt bậc, đối tƣợng phạm vi ứng dụng đƣợc mở rộng Đặc biệt với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật u cầu sống, ngày địi hỏi thơng tin phải đƣợc truyền với tốc độ cao, xung ngắn thơng tin truyền nhanh Sự phát triển laser xung cực ngắn góp phần quan trọng thơng tin quang Vì nghiên cứu xung cực ngắn vấn đề cần thiết Khi xung sáng truyền môi trƣờng phi tuyến bị tác động tƣợng tán sắc vận tốc nhóm ( GVD) tự biến điệu pha (SPM) làm mở rộng dải phổ đồng thời làm xung bị méo dạng tín hiệu lan truyền Để hiểu rõ trình biến đổi xung sáng đƣờng truyền việc khảo sát ảnh hƣởng tán sắc, hiệu ứng phi tuyến đặc biệt ảnh hƣởng chirp tần số xung quan trọng Vì để thấy đƣợc ảnh hƣởng chirp lên dạng xung nhƣ nào, lựa chọn khảo sát vấn đề với xung dạng Gauss Bố cục luận văn gồm chƣơng: Chƣơng 1: Sự tạo xung cực ngắn Chƣơng 2: Quá trình truyền dẫn thông tin quang Chƣơng 3: Ảnh hƣởng chirp phi tuyến bậc hai bậc ba xung dạng Gauss thơng tin quang Vì thời gian có hạn nên luận văn tơi chắn cịn nhiều thiếu xót hạn chế, mong đƣợc đóng góp q thầy tồn thể bạn! LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: SỰ TẠO XUNG CỰC NGẮN 1.1 Cơ chế phát xung cực ngắn phƣơng pháp đồng mode Hiện nay, lý thuyết thực nghiệm, có hai nguyên tắc phổ biến để phát xung laser cực ngắn là: nguyên tắc biến điệu độ phẩm chất Q (Q-Switching) nguyên tắc đồng mode Với nguyên tắc biến điệu độ phẩm chất có phƣơng pháp nhƣ: gƣơng quay, biến điệu quang điện, sử dụng chất hấp thụ bão hịa Với ngun tắc khóa mode thƣờng sử dụng phƣơng pháp chủ yếu khóa mode chủ động, bơm đồng khóa mode thụ động Trong phƣơng pháp khóa mode chủ động, thƣờng dùng biến tử (modulator) đƣợc điều khiển từ bên để đồng xung theo thời gian buồng cộng hƣởng, dựa biến điệu biên độ biến điệu tần số Phƣơng pháp bơm đồng thực cách bơm laser qua đoàn xung liên tục laser khác mà laser đƣợc đồng mode Còn phƣơng pháp khóa mode thụ động, đồng pha đƣợc tạo nhờ chất hấp thụ bão hòa đặt buồng cộng hƣởng Ƣu điểm phƣơng pháp khóa mode thụ động so với khóa mode chủ động không cần đồng thiết bị ngoại vi độ nhạy biến điệu thụ động nhanh hơn, cho phép tạo xung cực ngắn ổn định nhiều 1.1 Nguyên tắc đồng mode ( khóa mode) Các phƣơng pháp khóa mode sử dụng biến điệu biên độ, biến điệu tần số, bơm đồng hay va chạm xung … Cơ chế đồng mode hiểu nhƣ sau: Để tạo đƣợc xung có cơng suất lớn, phƣơng pháp giữ cho mode đƣợc phát có biên độ gần nhƣ pha chúng đồng Chế độ hoạt động không dừng đƣợc gọi chế độ đồng mode laser Chúng ta hiểu đƣợc tính chất đồng mode vừa nêu, xét thí dụ đơn giản laser phát 2N+1 mode trục dọc với biên độ E0 Kí hiệu pha mode thứ N n điều kiện đồng mode đòi hỏi : n1  n  n  n1   (1.1) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tức hiệu số pha hai mode liên tiếp không đổi theo thời gian khơng gian, 0 số pha Điều kiện nhƣ điều kiện giao thoa cho nhiều sóng quang học thơng thƣờng Trƣờng tồn phần buồng cộng hƣởng viết nhƣ sau: E (t )  Nm E m N m exp i0  m t  m  (1.2) m số chạy, 0 tần số mode trung tâm khuếch đại,  khoảng cách hai mode liên tiếp, phụ thuộc vào độ dài buồng cộng hƣởng Để đơn giản đặt pha mode trung tâm không Biểu thức tổng (1.2) tính đƣợc, kết cho: E (t )  A(t )ei0t với: (1.3) A(t )  E0 sin2 N m  1t    / 2 sint    / 2 (1.4) đƣợc gọi biên độ trƣờng toàn phần Đƣờng biểu diễn cƣờng độ trƣờng I  A(t ) trƣờng hợp số mode phát (2N + = 7) đƣợc trình bày hình 1.1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I  A(t )  '  2Lc c ’ t Hình 1.1 Hình ảnh xung với số mode phát Nhƣ thế, có điều kiện đồng pha (1.10), laser phát xung lớn với khoảng cách xung :  '   c Lc 2 Lc   c (1.5) khoảng cách hai mode trƣớc có đồng mode, Lc ký hiệu độ dài buồng cộng hƣởng Theo công thức (1.14), hai xung vào cách thời gian ánh sáng quay lại buồng cộng hƣởng, lúc laser phát xung xung tạo lại buồng cộng hƣởng Khoảng thời gian xung  ' xác định từ biểu thức (1.14) hai lần khoảng thời gian tính từ vị trí cực đại xung đến giá trị cực đại xung Bỏ qua tính tốn trung gian ta có:  '  Lc 2 N  1c (1.6) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Từ (1.15) cho thấy để thời khoảng xung nhỏ cần chọn Lc nhỏ cho phát nhiều mode (N lớn) Với laser màu (độ mở rộng đồng lớn dẫn đến số mode phát lớn) dễ dàng thực đƣợc đồng mode để phát xung cực lớn Trong thực tế, phƣơng pháp đồng mode ta đạt đƣợc  ' xấp sĩ 1ns (10-9s) với laser khí, riêng với laser màu đạt tới hàng ps hay fs Tính tốn cho thấy cƣờng độ cực đại xung tỉ lệ với đại lƣợng (2N+1)A2(t) Sự biến điệu tuần hịan thơng số laser thực khơng tín hiệu đưa từ bên ngồi mà chế tự động buồng cộng hưởng Để đạt mục đích này, cần phải có phần tử phi tuyến đặt buồng cộng hưởng, chẳng hạn chất hấp thụ bão hịa Chính tự đồng mode mà khơng cần tín hiệu điều khiển từ bên nên phương pháp gọi phương pháp đồng mode thụ động hay tự động 1.2 Khóa mode chủ động Kĩ thuật khóa mode phổ biến biến điệu âm quang buồng cộng hƣởng Nếu mode có số ánh sáng ν, biên độ bị biến điệu với tần số f, ta thu đƣợc tín hiệu có tần số ánh sáng kề (sideband) ν-f ν+f Nếu biến điệu hoạt động tần số khoảng cách mode buồng cộng hƣởng Δν, tần số kề tƣơng ứng với hai mode liền kề với mode ban đầu Nhƣ vậy, mode trung tâm mode kế bị khóa pha với Hiện tƣợng khóa pha tiếp tục với mode kề với mode có tần số ν-2f ν+2f, tiếp tục toàn dải tần khuếch đại bị khóa Một kỹ thuật khóa mode chủ động khác biến điệu tần số sử dụng hiệu ứng quangđiện Bộ biến điệu đƣợc đặt buồng cộng hƣởng hoạt động theo tín hiệu bên ngồi 1.3 Khóa mode phƣơng pháp bơm đồng Đồng thực đƣợc phƣơng pháp biến điện thông số Laser nhƣ biến điện mát bên hay độ dài quãng đƣờng quang học cộng hƣởng Ngồi thực đồng mode qua việc biến điện LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khuyếch đại Điều đƣợc thể cách bơm Laser qua mode đoạn xung liên tục Laser khác mà Laser đƣợc đồng mode Điều quan trọng độ dài cộng hƣởng Laser cần đồng mode phải gần độ dài cộng hƣởng Laser dùng để bán (hoặc bán số nguyên lần sắc) Nhƣ đƣợc điều kiện xác định, khuyếch đại số đƣợc biến điện theo thời gian với chu kỳ biến điện thời gian vòng quanh cộng hƣởng Tƣơng tự nhƣ biến điện hao phí bên cộng hƣởng tạo nên trƣờng hợp (đồng - bán đồng bộ), vùng thời gian (khoảng thời gian) khuyếch đại cực đại Một xung ngắn mà độ dài dƣới điều kiện tối ƣu từ đến bậc ngắn độ dài xung bơm Phƣơng pháp bơm đồng thực tế đƣợc quan tâm đặc biệt Laser mầu Laser đƣợc kích thích quang học cách thuận lợi mode công tua khuyếch đại rộng (độ rộng dài: 10131014) Trong cộng hƣởng làm cho tần số cực đại thay đổi liên tục Do điều chỉnh tần số Laser mầu nhƣ vịng xác định Độ rộng phổ yếu tố lọc lựa tần số không đƣợc q nhỏ khơng xung bị kéo dài Do lý mà Laser mầu đạt đƣợc năm gần nhiều ý nghĩa lớn việc tạo xung ps dƣới ps Phƣơng pháp có lợi so với phƣơng pháp đồng mode bị động chỗ Độ rộng phổ toàn phần dịch chuyển Laser đƣợc sử dụng để điều chỉnh - phƣơng pháp đồng mode bị động vùng điều chỉnh bị giới hạn qua dải phổ hấp thụ hấp thụ bão hoà Đồng mode Laser mầu dòng bán đồng đƣợc sử dụng tƣơng đối sớm Ở Laser mầu đƣợc bơm đoàn xung Laser Ruby đƣợc đồng mode hòa ba bậc hai Laser thuỷ tinh Nêôđyn Tuy nhiên xung Laser mầu đạt đƣợc thực nghiệm độ dẫn Laser Ar + hay Kr+ đƣợc đồng mode chủ động đạt đƣợc Laser mầu với độ xung cực ngắn dƣới ps thấy phƣơng pháp có lợi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 0.8 cuong 0.6 0.4 0.2 100 50 -50 T/T0 -100 z/Ld Hình 3.30: Xung Gauss ba chiều có chirp phi tuyến bậc qua sợi quang với C=-0.01 Khi khoảng cách z/LD tăng cƣờng độ xung giảm dần xung phụ có cƣờng độ nhỏ tai z/LD=0 c nhỏ tăng dần, nửa độ rộng xung không thay đổi Khi khoảng cách z/LD tăng cƣờng độ xung giảm dần c tăng lên không quan sát thấy xung phụ, nửa độ rộng xung khơng thay đổi Có tách xung thành đỉnh xung z/LD tăng  Trƣờng hợp phi tuyến bậc 65 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 0.8 cuong 0.6 0.4 0.2 100 50 -50 -100 T/T0 z/Ld Hình 3.31: Xung Gauss ba chiều có chirp phi tuyến bậc qua sợi quang với C=0.0001 0.8 cuong 0.6 0.4 0.2 100 50 -50 T/T0 -100 z/Ld Hình 3.32: Xung Gauss ba chiều có chirp phi tuyến bậc qua sợi quang với C=0.0005 66 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 0.8 cuong 0.6 0.4 0.2 100 50 -50 -100 T/T0 z/Ld Hình 3.33: Xung Gauss ba chiều có chirp phi tuyến bậc qua sợi quang với C=-0.0001 0.8 cuong 0.6 0.4 0.2 100 50 -50 T/T0 -100 z/Ld Hình 3.34: Xung Gauss ba chiều có chirp phi tuyến bậc qua sợi quang với C=-0.0005 67 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong trƣờng hợp chirp phi tuyến bậc ta thấy khoảng cách z/LD tăng cƣờng độ xung giảm dần không quan sát thấy xung phụ, nửa độ rộng xung tăng Vậy trƣờng hợp xung có chirp phi tuyến ta thấy khoảng cách tăng dần cƣờng độ xung bị giảm dần So với trƣờng hợp xung bị chirp tuyến tính đỉnh xung nhọn Số xung phụ giảm dần, cƣờng độ giảm dần khoảng cách tăng lên Với C = 0.001 xuất xung phụ khoảng cách z/LD = 0, nhƣng giảm dần cƣờng độ đến khơng upchirp có C tăng dần; downchirp có C giảm dần 68 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KẾT LUẬN Với phƣơng pháp khóa mode, thực nghiệm thƣờng sử dụng hai phƣơng pháp khóa mode chủ động (tích cực) khóa mode thụ động So với phƣơng pháp khóa mode chủ động phƣơng pháp khóa mode thụ động có nhiều ƣu điểm khơng cần đồng thiết bị ngoại vi độ nhạy biến điệu thụ động nhanh hơn, cho phép tạo xung cực ngắn ổn định nhiều Trong phƣơng pháp khóa mode thụ động, thƣờng sử dụng hiệu ứng bão hòa phi tuyến chất hấp thụ bão hịa Khi xung cực ngắn lan truyền mơi trƣờng phi tuyến, thơng số xung q trình lan truyền chịu ảnh hƣởng nhiều hiệu ứng khác SPM GVD Trong trình lan truyền xung bị nén lại hay mở rộng ra, tuỳ thuộc vào mối tƣơng quan hiệu ứng Trong trƣờng hợp đặc biệt, hiệu ứng tự triệt tiêu lẫn lúc xung lan truyền mơi trƣờng với hình dạng không thay đổi đƣợc gọi soliton Lý thuyết bán lƣợng tử hay gọi lý thuyết bán cổ điển đƣợc sử dụng phổ biến nghiên cứu laser Với lý thuyết trƣờng tƣơng tác với hệ hai mức lƣợng mô tả đại lƣợng E, H tuân theo cặp phƣơng trình Maxwell, dịch chuyển nội nguyên tử tuân theo định luật học lƣợng tử Phƣơng pháp giải phƣơng trình Schrửdinger phi tuyến, phép gần giải tích sử dụng phƣơng pháp tán xạ ngƣợc kết hợp với phƣơng pháp số Các kết tính tốn cho trƣờng hợp riêng giải thích đƣợc số ảnh hƣởng lên xung sáng cực ngắn dạng soliton lan truyền môi trƣờng phi tuyến Qua nghiên cứu, khảo sát ảnh hƣởng chirp phi tuyến xung dạng Gauss thông tin quang, chúng tơi thu đƣợc số kết nhƣ sau: Ảnh hƣởng chirp phi tuyến bậc xung dạng Gauss qua sợi quang đơn mode Ảnh hƣởng chirp phi tuyến bậc xung dạng Gauss qua sợi quang đơn mode 69 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khảo sát cƣờng độ xung dạngr Gauss truyền qua sợi quang + Khi xung có chirp xuất thêm đỉnh phụ nhƣng cƣờng độ xung giảm + Tăng dần tham số chirp C thấy độ rộng xung bị thu nhỏ dần, xung phụ hai bên cực đại tăng dần Đồng thời số lƣợng xung phụ tăng lên theo tăng tham số chirp C Đó ngun nhân làm nhiễu xung + Khi khoảng cách tăng cƣờng độ xung giảm dần, đồng thời xung mở rộng dần Khảo sát phụ thuộc thời gian xung, cƣờng độ đỉnh xung theo tham số chirp + Tăng tham số chirp C tỉ số cƣờng độ khơng đổi đồng thời tỉ số nửa độ rộng xung giảm dần Khi tỉ số nửa độ rộng xung nhỏ cuwngf độ xung bắt dàu tăng lên + Khi khoảng cách z/Ld tăng dần cƣờng độ đỉnh xung giảm dần đồng thời tỉ số nửa độ rộng xung tăng dần Khảo sát hình ảnh dạng xung dạng Gauss ba chiều + Khi có chirp cƣờng độ xung giảm dần + Khi chirp lớn thay đổi hình dạng xung thể rõ + Khi có chirp phi tuyến đỉnh xung nhọn Cƣờng độ xung giảm dần khoảng cách tăng Số xung phụ trƣờng hợp có chirp phi tuyến nhiều trƣờng hợp có chirp tuyến tính Từ luận văn, đề xuất hƣớng nghiên cứu nhƣ sau: + Khảo sát ảnh hƣởng tham số chirp phi tuyến ( dạng phức tạp ) dạng xung dạng Gauss dạng xung khác + Khảo sát ảnh hƣởng chirp tƣơng tác hai Soliton + Khảo sát ảnh hƣởng chirp dạng xung Lorentz + Khảo sát ảnh hƣởng tán sắc bậc cao đến dạng xung dạng Gauss + Khảo sát so sánh ảnh hƣởng tham số chirp với dạng xung khác 70 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đinh Văn Hoàng (1990), Quang học phi tuyến, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội Đinh Văn Hồng, Trịnh Đình Chiến (2002), Vật lý laser ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội 3.Nguyễn Thế Bình (2006), Kỹ thuật laser, NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội4.Vũ Thị Huệ (2009), Khảo sát chirp xung dạng Gauss buồng cộng hưởng laser CPM, Luận văn thạc sĩ khoa học Vật Lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Nguyễn Mạnh Hùng (2007), Nghiên cứu biến đổi lan truyền xung cực ngắn qua môi trường phi tuyến buồng cộng hưởng vòng, Luận án tiến sĩ Vật Lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội Tiếng anh Ablowitz M.J.and Segur H (1981), Soliton and the Inverse Scattering Transform, Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelpjia Agrawal G.P (1993), Semicoduction Lasers, Ed, Academic Press New York Agrawal G.P (2010), Nonlinear Fiber Optics, Ed, Academic Press San Diego, CA A.E Siegman (1986), Lasers, University science Books, Mill Valley, CA 10 Bcall Fowler W (1968), Physics of color center, Academic Press, New York – Lodon 11.Bullough R.K and Caudrey P.J (1980), Solitons, Springer- Verlag, Berlin 12 F.P Schaefer (1990), Dye laser, Springer-Verlag Berlin Publisher 13 Dietel W (1982), Transient Absorber Gratings Shorten The Pulses of a passiverly mode- locked CW Dye laser, University Jena 14 Govind, P Agranal (1900), Fiber- optical communication systems, Volume 2, John Wiley & Sons, Inc 16 Jeff Hecht (1993), understanding laser, Willey- IEE Press 71 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 17 J.M.Halbout, D, Grischkowsky (1984), “12 fs- ultrashort optical pulse compression at a high repetition” Appl Phys.Lett, 45(12), PP1282-1283 18.Oluwole David Solama (2007), ultrafast pulses, American Institute of Physics 19 O.S Heavens,R.W.Dichburm (1991), Insight into Optics, John Willey & Sons Ltd 20.R.L Fork, C H Brito Cruz, P.C Becker C.V Shank (1987), “Compressrion of optical pulses to six femtoseconds by using cubic phase compression”, Opt.Lett,12(7), PP 483- 485 21 Andreas Othonos, Kyriacos Kalli, "Fiber Bragg Gratings Fundamentals and Applications in Telecommunications and Sensing", Artech House 1999 72 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com PHỤ LỤC  Khảo sát mở rộng xung theo tham số chirp % mo rong xung theo c close all; clear all; clc; syms beta2 c t0 L y L=50;t0=100; y=sqrt((t0+(c*beta2*L/t0))^2+(beta2*L/t0)^2).^1/2 %y=(((t0+c*beta2*L/t0)^2+(beta2*L/t0)^2)^1/2 fy=inline(vectorize(y)) beta2=[-40 -20 20 40]; ci=-20:1:20;color='rgbmk'; for i=1:length(beta2) fyi=fy(beta2(i),ci); h=plot(ci,fyi,color(i),'linewidth',1.5); hold on; [k(i),c(i)]=min(fyi) sp=spline(ci,fyi-1); [c0,y0]=ginput(1) [cn(i),yn(i)]=fsolve(@(ci)ppval(sp,ci),c0) %axis([-6 300]) end; gtext('beta2=-40'); gtext('beta2=-20'); gtext('beta2=0'); gtext('beta2=20'); gtext('beta2=40'); ylabel('thoi gian T'); xlabel('he so chirp C');  Xung Gauss có chirp phi tuyến bậc truyền qua sợi quang % xung guass co chirp phi tuyen bac truyen qua soi quang close all; clear all; clc; t=-100:0.1:100; t0=10; c=10; zld=1.5; %xung Gauss di vao I=(real(exp(-(1+i.*c*t.^2)./2.*(t/t0).^2))).^2; plot(t,I,':','linewidth',1.5); hold on; % xung gauss di LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I1=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot(t,I1,'r','linewidth',1.5); sp1=spline(t,-I); [t11,I11]=ginput(1) [tcd lvcd]=fminsearch(@(t)ppval(t,sp1),t11); lvcd=-lvcd; sp1=spline(t,I-.5*lvcd); [tv1,Iv1]=fsolve(@(t)ppval(sp1,t),t11); plot(tv1,lvcd/2,'.m','markersize',20); hold on; [t12,I12]=ginput(1) [tv2,Iv2]=fsolve(@(t)ppval(sp1,t),t12); plot(tv2,lvcd/2,'.m','markersize',20); hold on; drv=abs(tv1-tv2) sp2=spline(t,-I1); [t02,I02]=ginput(1) [tcd lrcd]=fminsearch(@(t)ppval(t,sp2),t02); lrcd=-lrcd; sp2=spline(t,I1-.5*lrcd); [tr1,Ir1]=fsolve(@(t)ppval(sp2,t),t02); plot(tr1,lrcd/2,'.c','markersize',20); hold on; [t2,I2]=ginput(1) [tr2,Ir2]=fsolve(@(t)ppval(sp2,t),t2); plot(tr2,lrcd/2,'.c','markersize',20); hold on; drr=abs(tr2-tr1) tg=drr./drv cd=lrcd./lvcd xlabel('thoi gian tuong doi T/T0'); ylabel('cuong do'); legend('xung vao','xung ra') axis([-100 100 1.2])  Xung Gauss có chirp phi tuyến bậc truyền qua sợi quang %xung guass truyen qua soi quang(phi tuyen bac 3) close all; clear all; clc; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com t=-100:0.1:100; t0=10; c=-1;zld=1.5; %xung Gauss di vao I=(real(exp(-(1+i.*c*t.^3)./2.*(t/t0).^2))).^2; plot(t,I,':','linewidth',1.5); hold on; % xung gauss di I1=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^3)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^3).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^3)))))).^2; plot(t,I1,'r','linewidth',1.5); sp1=spline(t,-I); [t11,I11]=ginput(1) [tcd lvcd]=fminsearch(@(t)ppval(t,sp1),t11); lvcd=-lvcd; sp1=spline(t,I-.5*lvcd); [tv1,Iv1]=fsolve(@(t)ppval(sp1,t),t11); plot(tv1,lvcd/2,'.m','markersize',20); hold on; [t12,I12]=ginput(1) [tv2,Iv2]=fsolve(@(t)ppval(sp1,t),t12); plot(tv2,lvcd/2,'.m','markersize',20); hold on; drv=abs(tv1-tv2) sp2=spline(t,-I1); [t02,I02]=ginput(1) [tcd lrcd]=fminsearch(@(t)ppval(t,sp2),t02); lrcd=-lrcd; sp2=spline(t,I1-.5*lrcd); [tr1,Ir1]=fsolve(@(t)ppval(sp2,t),t02); plot(tr1,lrcd/2,'.c','markersize',20); hold on; [t2,I2]=ginput(1) [tr2,Ir2]=fsolve(@(t)ppval(sp2,t),t2); plot(tr2,lrcd/2,'.c','markersize',20); hold on; drr=abs(tr2-tr1) tg=drr./drv cd=lrcd./lvcd xlabel('thoi gian tuong doi T/T0'); ylabel('cuong do'); legend('xung vao','xung ra') LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com axis([-100 100 1.2])  Xung Gauss có chirp tuyến tính truyền qua sợi quang không gian chiều %xung guass truyen qua soi quang(tuyen tinh) close all; clear all; clc; t0=10; c=-3 [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,0); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,0.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,1); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,1.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,2); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,2.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,3); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,3.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)).^.5).*exp(-(1+i.*c).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; zlabel('cuong do'); ylabel('T/T0'); xlabel('z/Ld');  Xung Gauss có chirp phi tuyến bậc truyền qua sợi quang không gian chiều %xung guass truyen qua soi quang khong gian chieu (bac2) close all; clear all; clc; t0=10; c=-0.0005 [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,0); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2); [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,1); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,2); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,3); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,4); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,1.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,2.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,3.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,4.5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; [t,zld]=meshgrid(-100:0.01:100,5); % xung gauss di I2=(real((t0./(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)).^.5).*exp((1+i.*c.*t.^2).*t.^2./ (2.*(t0.^2-i.*zld.*t0.^2.*(1+i.*c.*t.^2)))))).^2; plot3(zld,t,I2,'linewidth',1.5);hold on; zlabel('cuong do'); ylabel('T/T0'); xlabel('z/Ld'); LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... DOÃN THỊ LÝ ẢNH HƯỞNG CỦA CHIRP PHI TUYẾN BẬC HAI VÀ BẬC BA ĐỐI VỚI XUNG DẠNG GAUSS TRONG THÔNG TIN QUANG Chuyên ngành: Quang học Mã số: 60 44 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG... 3: ẢNH HƢỞNG CỦA CHIRP PHI TUYẾN BẬC 2, BẬC ĐỐI VỚI XUNG DẠNG GAUSS TRONG THÔNG TIN QUANG 3.1 Xung dạng Gauss truyền qua sợi quang đơn mode Để mô tả hệ thống thơng tin quang với giả định tuyến. .. CHƢƠNG 3: ẢNH HƢỞNG CỦA CHIRP PHI TUYẾN BẬC 2, BẬC ĐỐI VỚI XUNG DẠNG GAUSS TRONG THÔNG TIN QUANG .41 3.1 Xung dạng Gauss truyền qua sợi quang đơn mode .41 3.1.1 Xung Gauss khơng có chirp