Khảo sát tín hiệu đầu ra của bộ liên kết bán phi tuyến

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn cơng trình khoa học thân tơi Luận văn hồn thành nhờ hướng dẫn TS Chu Văn Biên Mọi kết quả, số liệu thực nghiệm thu luận văn hoàn toàn trung thực khách quan chưa công bố cơng trình khoa học, tạp chí khác Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hiền i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn tơi nhận giúp đỡ to lớn từ thầy giáo hướng dẫn TS Chu Văn Biên Thầy đẫ hướng dẫn ,tạo điều kiện thuận lợi , định hướng để tơi có phương pháp nghiên cứu đắn phù hợp Bên cạnh nhận quan tâm giúp đỡ động viên kịp thời Ban Giám Hiệu thầy cô tổ chuyên môn trường THPT Lương Đắc Bằng, thầy cô giáo giảng dạy lớp cao học K12 - Vật lý lý thuyết vật lý toán bạn học viên trình học tập trau dồi kiến thức trường Đại học Hồng Đức bố trí lịch dạy học tập phù hợp để tơi có thời gian thuận lợi học tập hồn thành luận văn thuận lợi Cùng với động viên to lớn từ phía gia đình, người thân tạo thời gian điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Vì tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Chu Văn Biên, đến BGH, đồng nghiệp, thầy cô lớp cao học K12 Vật lý lý thuyết vật lý tốn góp phần giúp tơi q trình làm luận văn Thanh Hóa, ngày 18/5/2021 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Hiền ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ SỢI QUANG 1.1.Cấu tạo sợi quang 1.2 Phân loại sợi quang 1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền sóng 1.2.2 Phân loại theo số chiết suất 1.3.Một số ứng dụng sợi quan 1.4 Sự truyền dẫn ánh sáng sợi quang 1.5 Một số tính chất sợi quang [1] 1.5.1 Tán sắc sợi quang 1.5.1.1 Tán sắc mode 1.5.1.2 Tán sắc vật liệu (Material dispersion) 11 1.5.1.3 Tán sắc dẫn sóng (waveguide dispersion) 13 1.5.1.4 Tán sắc bậc cao 14 1.5.1.5 Tán sắc mode phân cực 15 1.5.2 Suy hao sợi quang 16 1.5.2.1 Hệ số suy hao sợi quang 17 1.5.2.2.Nguyên nhân gây suy hao 17 1.6 Phương trình lan truyền xung ngắn mơi trường phi tuyến 17 CHƯƠNG II: BỘ LIÊN KẾT BÁN PHI TUYẾN 22 2.1.Cấu tạo liên kết bán phi tuyến 22 2.2.Đặc trưng tín hiệu vào - liên kết bán phi tuyến 22 2.2.1 Biểu thức cường độ tín hiệu 22 2.2.2.Đặc trưng truyền 25 2.2.3.Tách xung lọc lựa 26 2.2.4.Rút gọn xung 27 2.3.Khả nén xung liên kết bán phi truyến 28 iii 2.4.Ứng dụng liên kết bán phi tuyến 32 CHƯƠNG III: KHẢO SÁT TÍN HIỆU ĐẦU RA CỦA BỘ LIÊN KẾT BÁN PHI TUYẾN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG SỐ 41 3.1.Khảo sát phụ thuộc đường đặc trưng truyền vào cường độ tín hiệu vào 41 3.2.Khảo sát phụ thuộc đường đặc trưng truyền vào bước sóng tín hiệu vào 42 3.3.Khảo sát khả tách xung lọc lựa liên kết bán phi tuyến 45 3.4.Khảo sát khả rút gọn xung liên kết bán phi tuyến 46 3.5.Khảo sát khả nén xung liên kết bán phi truyến .51 KẾT LUẬN CHUNG 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu tạo sợi quang Hình1.2: Hình ảnh sợi cáp quang Hình 1.3: Sợi quang dùng làm bóng đèn trang trí Hình 1.4: Mơ tả đường tia sáng tượng khúc xạ phản xạ Hình 1.5: Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng sợi quang Hình1.6: Sự phụ thuộc D = d1/d (nét liền) 2 (nét đứt) theo  sợi thủy tinh 20 Hình 2.1:Cấu hình liên kết bán phi tuyến 22 Hình 2.2: Cấu hình hệ MTPFC 29 Hình 2.3: Họ đường đặc trưng truyền liên kết bán phi tuyến từ sợi tuyến tính sang sợi phi tuyến với cường độ vào có giá trị khác 33 Hình 2.4: Họ đường đặc trưng truyền liên kết bán phi tuyến sợi tuyến tính với cường độ vào có giá trị khác 34 Hình 2.5: Các giản đồ (a) chuyển mạch soliton, (b) tách rời, (c) tạo, (d) hợp nhất, (e) chuyển đổi ghép sợi quang hợp 35 Hình 2.6: Các chế độ khác chuyển mạch soliton K * ≡ C* Δ = π/2(Δ = 0.15π = 0.3z0) trường hợp (a) (b) hai soliton có biên độ Trong(b) vị trí khơng khớp với δτ =5 soliton đưa vào 37 Hình 2.7: Sự tạo hai soliton trường hợp K * ≡ C* Δ = π/4 38 Hình 2.8 Ví dụ phản ứng tổng hợp soliton Hình (d) Hai soliton phóng vào ghép K * ≡ C* Δ = π/4 cố định với dịch chuyển pha tương đối π/2 (a) Δ=0.2z0, (b) Δ= z0 39 Hình 3.1: Hình dạng đường đặc trưng truyền sợi phi tuyến cường độ vào thay đổi (1 - Iin) 41 Hình 3.2:Hình dạng đường đặc trưng truyền sợi tuyến tính cường độ vào thay đổi ( -Iin) 42 v Hình 3.3: Hình dạng đường đặc trưng truyền sợi phi tuyến bước sóng tín hiệu vào thay đổi (1 - λ) 43 Hình 3.4: Hình dạng đường đặc trưng truyền sợi tuyến tính khi bước sóng tín hiệu vào thay đổi ( - λ) 44 Hình 3.5: Chuỗi xung Gauss biên độ ngẫu nhiên 45 Hình 3.6: Các xung truyền sợi phi tuyến (trái) sợi tuyến tính (phải) 46 Hình 3.7.Xung vào cổng phi tuyến Iin, xung phi tuyến I out1 tuyến tính Iout2 liên kết 47 Hình 3.8: Dạng xung Iout1 Iout2 thay đổi hệ số chiết suất phi tuyến a)nnl = 0.75× 10-12 mm2/W, b)nnl = 1× 10-12 mm2/ W , c) 1.5× 10-12mm2 , d) nnl = 2× 10-12 mm2/ W 48 Hình 3.9: Độ rộng xung ra(Iout2) với chiều dài vùng liên kết khác nhau: nnl = 8× 10-12 mm2/W, C = 0.694 , Imax = 8× 1012 W/ mm2 ,  = 1× 10-12 s 49 Hình 3.10: Độ rộng xung cổng tuyến tính(Iout2) thay đổi hệ số chiết suất phi tuyến khác 50 Hình 3.11: Cấu hình hệ MTPFC 52 Hình 3.12: Xung vào Iin(t) cổng -3dBOC 53 Hình 3.13: Xung cổng I3(t) I4(t) -3dBOC (xung nén ban đầu) 54 Hình 3.14: Xung nén lần thứ 55 Hình 3.15: Các xung nén: a) lần thứ “0” ; b) lần thứ ;c) lần thứ 2; d)Lần thứ 56 vi MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Với đời liên kết phi tuyến, sau nhà khoa học Jensen [4] đề xuất xử lý tín hiệu tồn quang ,thì liên kết phi tuyến trở thành đối tượng nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm ứng dụng [6] Bộ liên kết phi tuyến cấu tạo từ cặp sợi quang phi tuyến (lõi môi trường phi tuyến Kerr) cặp ống dẫn sóng phi tuyến [9], [10], [11] Bộ liên kết bán phi tuyến cấu tạo từ sợi (ống dẫn) quang phi tuyến sợi (ống dẫn) quang tuyến tính [10].Đối với sợi quang phi tuyến chọn có hệ số chiết suất phi tuyến định, giá trị độ dài vùng liên kết, hệ số truyền phụ thuộc vào cường độ tín hiệu vào Chính phụ thuộc mà liên kết bán phi tuyến sử dụng tách ghép sóng phi tuyến Từ tiền đề trên, chúng tơi chọn đề tài “Khảo sát tín hiệu đầu liên kết bán phi tuyến” làm hướng nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Chúng tơi đặt mục đích nghiên cứu đề tài khảo sát tín hiệu đầu liên kết bán phi tuyến phương pháp mô Từ nghiên cứu ảnh hưởng tham số liên kết bán phi tuyến đến tín hiệu đầu để hướng tới ứng dụng xử lý tín hiệu soliton Phương pháp nghiên cứu Chúng sử dụng phương pháp: - Phương pháp mô - Phương pháp đối chứng với kết thực nghiệm Về phương pháp tính tốn: chúng tơi sử dụng phương pháp số, sử dụng phần mềm Maple Dự kiến kết đạt Tìm phương pháp cách thức điều khiển tín hiệu đầu liên kết phi tuyến theo yêu cầu Nội dung nghiên cứu Nội dung luận văn gồm: Phần mở đầu Phần nội dung chính: - Chương I: Tổng quan sợi quang - Chương II: Bộ liên kết bán phi tuyến - Chương III: Khảo sát tín hiệu đầu liên kết bán phi tuyến phương pháp mô Phần kết luận Phần phụ lục CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ SỢI QUANG 1.1 Cấu tạo sợi quang Cấu tạo sợi quang dạng đồng trục trình bày hình 1.1, đó, gồm lõi sợi quang (Core), lớp vỏ sợi quang (Cladding) vỏ bảo vệ (lớp phủ- Buffer coating) Hình 1.1: Cấu tạo sợi quang Sợi quang giống dây dẫn hình trụ suốt có tác dụng lan truyền ánh sáng từ đầu sợi quang đến đầu nhờ tượng phản xạ toàn phần lõi sợi lớp bọc Thơng thường, sợi quang có ba lớp, lớp lõi sợi hình trụ làm vật liệu thủy tinh nhựa có chiết suất n1 có độ suy hao nhỏ Bao quanh lõi lớp vỏ để phản xạ ánh sáng Lớp vỏ hình ống đồng tâm với lõi có chiết suất n 2< n1 giúp ánh sáng phản xạ trở lại lõi Lớp vỏ thủy tinh vật liệu suốt Để bảo vệ sợi quang tránh nhiều tác động điều kiện bên ngồi, sợi quang cịn đặt thêm lớp vỏ bảo vệ để tránh tác động học bên ngồi mơi trường 1.2 Phân loại sợi quang Chúng ta thấy có nhiều loại sợi quang, phân loại theo nhiều cách khác nhau.Dưới cách phân loại 1.2.1 Phân loại theo phương pháp truyền sóng Theo phương pháp truyền sóng, sợi quang chia thành hai loại chính, sợi đơn mode SM (single mode) sợi đa mode MM (multi mode) Sợi đơn mode sợi cho phép nhiều mode truyền Sợi đa mode sợi cho phép nhiều mode truyền Các sợi đơn mode sợi có đường kính nhỏ điều kiện đơn mode sợi quang sợi phải có đường kính nhỏ giá trị xác định (tương ứng với bước sóng cắt), bước sóng truyền vào nhỏ đường kính khơng cịn sợi đơn mode 1.2.2 Phân loại theo số chiết suất Theo biến đổi số chiết suất sợi quang phân thành hai loại: - Sợi có chiết suất nhảy bậc ( SI-step index): loại sợi có chiết suất biến đổi từ lõi đến vỏ theo bậc thang xác định Các tia sáng truyền lõi có vận tốc chiều dài đường truyền khác dẫn đên thời gian truyền khác Kết làm cho xung ánh sáng đầu rộng xung đầu vào - Sợi có chiết suất biến đổi (GI-Grade index): Là sợi có chiết suất biến đổi giảm dần từ vỏ vào lõi Sợi GI có dạng phân bố chiết suất lõi hình Parabol Tia sáng truyền sợi bị uốn cong dần chiết suất lõi thay đổi liên tục 1.3 Một số ứng dụng sợi quang Sự đời sợi quang đem đến nhiều ứng dụng to lớn nhiều lĩnh vực khoa học, công nghệ đời sống - Trong lĩnh vực thông tin truyền thông Sợi quang với ưu điểm băng thông rộng so với cáp đồng, không bị ảnh hưởng nhiễu điện từ , suy giảm khoảng cách dài,Vì sợi cáp quang sử dụng thay cáp đồng thông tin liên lạc Đây phương tiện viễn thông hữu tuyến cung cấp khả truyền dẫn lớn khoảng cách xa với chi phí tương đối thấp độ tin cậy cao[2] Cụ thể, cáp quang đơn mode sử dụng để triển khai hầu hết cáp quang đến nhà, tòa nhà, cáp quang tới lề đường cáp quang cho sở hạ tầng viễn thông taxi cung cấp phần lớn dịch vụ truyền thơng băng rộng có dây toàn giới Hệ số liên kết tuyến tính C = 0.694 Và xung vào với tham số: Độ rộng xung 2 = 2ps; λ = 1.33μm; Cường độ đỉnh Imax = 0.5×1012 W/mm2, Kết ta thu xung mô hình 3.7 Thời gian xung(ps) Hình 3.7: Xung vào cổng phi tuyến Iin, xung phi tuyến Iout1 tuyến tính Iout2 liên kết Từ kết khảo sát nhận : - Một xung vào tách thành hai xung đầu - Dạng xung hai đầu phụ thuộc vào cường độ tín hiệu vào, hệ số chiết suất phi tuyến chiều dài vùng liên kết - Ở phần đầu cuối xung, cường độ thấp giá trị tới hạn(trong trường hợp khảo sát Icrt1 = 3.5× 1011W/mm2), tín hiệu truyền qua sợi phi tuyến tính Ở phần trung gian, mà cường độ lớn giá trị tới hạn thứ ( Icrt1 ≤ 3.5×1011W / mm2 ) tín hiệu xuất đồng thời hai đầu Xung sợi tuyến tính trường hợp có độ rộng xung ngắn ✓ Ta dùng phần mềm toán học Maple để tiếp tục khảo sát liên kết bán phi tuyến thay đổi hệ số chiết suất phi tuyến nnl Kết ta thu 47 dạng xung sợi phi tuyến (Iout1) sợi tuyến tính (Iout2) mô ✓ Cường độ xung[w/mm2] Cường độ xung[w/mm2] hình 3.8 a) b) Thờigianxung[ps] Thờigianxung[ps] c) d) Hình 3.8: Dạng xung Iout1 Iout2 thay đổi hệ số chiết suất phi tuyến a) nnl = 0.75× 10-12 mm2/W, b)nnl = 1× 10-12 mm2/ W , c) 1.5× 10-12mm2 , d) nnl = 2× 10-12 mm2/ W Từ kết khảo sát ta nhận thấy: Dạng xung sợi phi tuyến tuyến tính thay đổi ta thay đổi hệ số chiết suất phi tuyến nnl 48 ✓ Khảo sát dạng xung sợi tuyến tính Iout2 thay đổi chiều dài vùng liên kết (4 mm ÷ mm) Ta dùng phần mềm toán học Maple để khảo sát liên kết bán phi tuyến với tham số: Chiều dài vùng liên kết thay đổi; Chiết suất phi tuyến nnl =8× 10-12 mm2/W; Hệ số liên kết tuyến tính C = 0.694 Và xung vào với tham số: Độ rộng xung 2 = 2ps; λ = 1.33μm; Cường độ đỉnh Imax = 8×1012 W/mm2, Kết ta thu dạng xung sợi phi tuyến (Iout1) sợi tuyến tính (Iout2) mơ hình 3.9 Hình 3.9: Độ rộng xung ra(Iout2) với chiều dài vùng liên kết khác nhau: nnl = 8× 10-12 mm2/W, C = 0.694 , Imax = 8× 1012 W/ mm2 ,  = 1× 10-12 s 49 Kết cho thấy: - Độ rộng xung giảm chiều dài vùng liên kết tăng từ 4,2 mm lên 4,6 mm - Độ rộng xung tăng so với giá trị cực tiểu chiều dài vùng liên kết > 4.8mm Như độ rộng xung qua sợi tuyến tính liên kết rút gọn so với xung đầu vào Khảo sát dạng xung sợi tuyến tính Iout2 thay đổi hệ số chiết suất phi tuyến Ta dùng phần mềm toán học Maple để khảo sát liên kết bán phi tuyến với tham số: Chiều dài vùng liên kết Z = 4.4mm; Hệ số liên kết tuyến tính C = 0.694 [24] Và xung vào với tham số: Độ rộng xung 2 = 2ps; λ = 1.33μm; Cường độ đỉnh Imax = 8×1012 W/mm2, Kết ta thu dạng xung sợi phi tuyến (Iout1) sợi tuyến tính (Iout2) mơ hình 3.9 Hình 3.10: Độ rộng xung cổng tuyến tính(Iout2) thay đổi hệ số chiết suất phi tuyến khác 50 a)nnl =0.75× 10-12 mm2/W, b)nnl = 1× 10-12 mm2/ W , c) 1.15× 10-12 mm2/w , d) nnl = 1.25× 10-12 mm2/ W ; Từ kết khảo sát cho thấy: - Độ rộng xung từ sợi tuyến tính phụ thuộc vào hệ số chiết suất phi tuyến Kết hình 3.10 độ rộng xung từ sợi tuyến tính tăng hệ số chiết suất phi tuyến tăng - Tất nhiên,từ phương trình (2.12) thấy việc tăng hệ số chiết suất phi tuyến tương đương với việc tăng cường độ tín hiệu vào Do đó, kết hợp với kết hình 3.10 suy độ rộng xung từ sợi tuyến tính tăng tăng cường độ tín hiệu vào giữ nguyên hệ số chiết suất phi tuyến ngược lại ➢ Tóm lại qua kết khảo sát từ phần mềm mô maple ta nhận thấy liên kết bán phi tuyến ngồi khả tách xung cịn có khả rút gọn xung Khả rút gọn xung phụ thuộc vào cường độ đỉnh xung vào, hệ số chiết suất phi tuyến, chiều dài vùng liên kết 3.5 Khảo sát khả nén xung liên kết bán phi truyến Xét hệ nén xung lặp sợi quang bao gồm kết hợp khuếch đại Raman bơm ngược liên tục vớibộ liên kết bán phi tuyến (MTPFC – multi –tríp pulse fiber compressor) Hệ gồm liên kết sợi quang tuyến -3dB (-3dBOC:3dB Optical Couler) bốn cổng ( hai cổng vào hai cổng ra), liên kết bán phi tuyến (SNOCSemi-Nonlinear Optical Coupler) khuếch đại Raman bơm ngược liên tục (BCWPRFA:BackwardCWpumpedRamanFiberAmplification) Bộ-3dBOC có nhiệm vụ tách tín hiệu vào từ cổng cổng thành hai phần cổng Bộ SNOC có nhiệm vụ rút gọn xung cổng thành xung ngắn cổng 51 Bộ BCWRFA có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu sau rút gọn cổng thành xung có cường độ đỉnh lớn cổng -3dBOC Hình 3.11: Cấu hình hệ MTPFC Giả thiết hệ MTPFC thiết kế với tham số sau: Bộ SNOC: Hệ số chiết suất phi tuyến nnl= 1,0×10-12 mm2/W Chiều dài vùng liênkết L=2,25mm Hệ số liên kết tuyến tính C=0,694mm-1 Bộ BCWRFA: Chiều dài sợi quang cấy Germani d = 10 m Hệ số suy giảm giả thiết bằngkhông Hệ số khuếch đại Raman α =2,5×10-14m/W[16,23]; Cường độ laser bơm I= 1×1013W/m , p Bước sóng laser bơm λ =1472nm 52 Rút gọn xung lần thứ qua SNOC *Giả thiết xung vào cổng1của -3dBOC có tham số sau: Cường độ đỉnh I = 1,5×1012W/mm2; m Bán độ rộng xung  =1,0×10-9s Bước sóng λ =1570nm ứng với hệ số khuếch đại Raman cho trên[17] Theo chương II luận văn Giả thiết xung Gauss dài có cường độ sau:  t2  I in (t ) = I m exp  − ln      Được dẫn vào cổng -3dBOC Trong ,Im cường độ đỉnh,  bán độ rộng xung Với hệ MTPFC thiết kế với tham số cho Sử dụng phần mềm mô Maple ta đồ thị dạng xung vào cổng hình vẽ Cường độ (W/mm2) Thời gian xung (𝝉) Hình 3.12: Xung vào Iin(t) cổng -3dBOC 53 Sau truyền qua -3dBOC, xung Iin(t) chia thành hai xung thành phần cổng có cường độ giảm nửa tức thể phương trình (2.19) Dùng phần mềm Maple mô dạng xung cổng với thông số chọn hệ MTPFC Ta dạng xung thể hình 3.13 Cường độ (W/mm2 Thời gian xung (𝝉) Hình 3.13: Xung cổng I3(t) I4(t) -3dBOC (xung nén ban đầu) ➢ Xung thành phần I4(t) gọi “xung nén” lần thứ “0” hay xung nén ban đầu ➢ Cường độ đỉnh xung giảm hai lần xuống cịn 7,5×1011 W/mm2 ➢ Độ rộng xung không thay đổi so với xung đầu vào Sau truyền qua SNOC, xung I3(t) bị tách thành hai xung thành phần Xung thành phần thứ cổng SNOC bỏ qua nhờ tế 54 bào hấp thụ Một xung thành phần thứ hai cổng sợi tuyến tính rút gọn biểu diễn phương trình ( 2.20) chương II luận văn Sau đó,xung dẫn vào hệ BCWRFA để khuếch đại với hệ số: G = exp(Ipαd) Tại cổng -3dBOC, xung biểu diễn biểu thức sau: I kd (t ) = I out (t ) exp ( I p d ) ) (  Im t2   C2 2  = exp  − ln    sin L C + C  exp ( I p d ) nl    Cnl + C   (1.3.6) Xung truyền qua -3dBOC chiathành hai xung thành phần Một xung thành phần trở thành “Xung nén” lần thứ cổng có dạng sau: I nen,1 (t ) = I kd ( t ) I m   t2   C2 = exp  − ln    sin L Cnl2 + C  exp ( I p d ) 2    Cnl + C   ( ) ( ( 1.3.7) Và xung thành phần lại cổng trở thành “Xung ban đầu” trình nén lần thứ hai Cường độ (W/mm2 Thời gian xung (𝝉) Hình 3.14 : Xung nén lần cổng phi tuyến 55 ➢ Sau lần nén thứ xung có cường độ đỉnh tăng lên ≈4,5×1012W/mm2 ➢ Độ rộng xung giảm so với xung ban đầu ≈ 1,6×10-9s Độ rộng xung “nén” lại Tiếp tục lặp lại trình dùng phần mềm khảo sát Maple ta thu xung nén biểu thị hình 3.15 3.16 a) b) c) d) Hình 3.15: Các xung nén: a) lần thứ “0” ; b) lần thứ nhất; c) lần thứ 2; d)Lần thứ ➢ Sau lần nén xung có cường độ đỉnh lại tăng lên 56 ➢ Độ rộng xung lại giảm so với xung ban đầu tức độ rộng xung “nén” lại nhiều ➢ Sau N lần nén đến cường độ xung đủ lớn hệ số truyền SNOC từ sợi phi tuyến sang sợi tuyến tính khơng Tức tồn xung sau lần khuếch đại thứ i > N truyền qua cổng sợi phi tuyến mà khơng qua sợi tuyến tính nữa,lúc q trình khuếch đại dừng lại ➢ Như liên kết bán phi tuyến kết hợp khuếch đai Ramam bơm ngược có khả tăng cường độ đỉnh xung vào, đồng thời làm nén gọn xung 57 KẾT LUẬN Dựa nguyên lý hoạt động khảo sát phần mềm mơ Maple máy tính với thông số đầu vào liên kết bán phi tuyến luận văn tiến hành khảo sát tín hiệu đầu liên kết bán phi tuyến rút kết luận sau : - Khi chọn tham số phù hợp liên kết bán phi tuyến có có hệ số truyền qua phụ thuộc vào cường độ vào bước sóng tín hiệu quang ➢ Khi bước sóng khơng thay đổi hệ số truyền qua sợi phi tuyến tăng cường độ tăng, sợi tuyến tính ngược lại ➢ Khi cường độ vào khơng thay đổi hệ số truyền qua sợi phi tuyến tốt với giải sóng có bước sóng nhỏ, cịn sợi tuyến tính hệ số truyền tốt với giải sóng có bước sóng lớn (vùng hồng ngoại) - Với liên kết bán phi tuyến chọn tham số phù hợp có khả tách xung lọc lựa Một xung tín hiệu vào tách thành xung hai cổng Khả tách xung phụ thuộc vào cường độ tín hiệu vào Cường độ tín hiệu vào lớn tín hiệu qua sợi phi tuyến Cường độ tín hiệu thấp qua sợi tuyến tính liên kết - Khi tín hiệu vào xung cổng phi tuyến có độ rộng xung thay đổi phụ thuộc vào cường độ đỉnh xung vào I in với hệ số chiết suất phi tuyến nnl chiều dài vùng liên kết Độ rộng xung cổng phi tuyến ngắn độ rộng xung vào Iin Đồng thời liên kết bán phi tuyến cho thấy khả rút gọn xung cổng sợi tuyến tính khả quan ta chọn chiều dài vùng liên kết phù hợp - Khi liên kết bán phi tuyến kết hợp với khuếch đại Raman bơm ngược liên tục cho phép với xung đầu vào qua hệ bị nén lại Độ rộng xung nén lại ,cường độ đỉnh tăng, tín hiệu qua sợi phi tuyến mà không qua sợi tuyến tính sau số lần khuếch đại nén phù hợp 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Lê Quốc Cường ( 2009), “Kỹ thuật thông tin quang”, tr 17 – 20, Giáo trình HVBCVT [2] Bùi Xuân Kiên (2013), “Ảnh hưởng chirp tần số trình hình thành lan truyền xung cực ngắn môi trường phi tuyến”, tr33-38, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học Vinh [3] Cao Long Vân, Đinh Xuân Khoa (2009), “ Quang học phi tuyến”, tr45 -48, NXB Đại học Vinh Tiếng Anh [4] A A Amorim et al (2009), “Sub-two-cycle pulses by soliton selfcompression in highly nonlinear potonic crystal fibers”, Opt Lett Vol.34, No.24, 3851 [5] Bien Chu Van, Mai Dang Ngoc, Van Cao Long, Hoang Nguyen Tuan and Hieu Le Van(2020),“Simulation study of mid-infrared supercontinuum generation at normal dispersion regime in chalcogenide suspended-core fiber infiltrated with water”, Communications in Physics, Vol.30, No.2, pp 151-159 [6] Bien Chu Van,Vu Tran Quoc, Doan Quoc Khoa and Hieu Le Van (2019), “Supercontinuum generation in helically twisted photonic crystal fibers with a solid core”, Laser Phys 29: 115102 [7] G P Agrawal (2001), “Application of nonlinear fiber optics”, The Instituteof Optics, University of Rochester, New York [8] H Harsoyono (2005), “Nonlinear planar coupler waveguides system in the medium Kerr optics”, Songklanakarin J Sci Technol., 27, 2, 386-391 [9] Hieu Le Van, Ryszard Buczynski, Van Cao Long, Marek Trippenbach, Krzysztof Borzycki, An Nguyen Manh, Rafal Kasztelanic(2018), “Measurement of temperature and concentration influence on the dispersion of fused silica glass photonic crystal fiber infiltrated with water-ethanolmixture”, Optics Communications 407: 417-422 59 [10] Hieu Van Le, Van Long Cao, Hue Thi Nguyen, An Manh Nguyen, Ryszard Buczyński, Rafał Kasztelanic (2018),“Application of ethanol infiltration for ultra-flatted normal dispersion in fused silica photonic crystal fibers”, Laser Physics, 28: 115106 [11] Ho Quang Quy, Chu Van Lanh, Thai Doan Thanh, Mai Van Luu and Chu Van Bien (2021), “Optical pulse self-compressor combined the nonlinear coupler with backward Raman fiber amplifier”, Communications in Physics, 22(3):254-262 [12] H S Seo, K Oh, and U.C Peak (2001), “Gain optimization of Germanosilicate fiber Raman amplifier and applications in the compensation of Raman-induced crosstalk among wavelength division multiplexing channels”, IEEE J of Quant Electron., Vol 37, No 9, 1110- 1116 [13] H Schneider and G Zeidler (1983), “ Manufacturing Process and Designs of Optical Waveguides”, Telecom Report, Special Issure “Opt Commun.”, Vol.6, 27-33 [14] H Wang et al (2010), “Generation of triangular-shaped optical pulses in normally dispersive fibre”, J Opt 12, 035205 [15] J Rehacek et al (2001), “Quantum zeno effect in a nonlinear coulper”, Opt and Spectropy, Vol.91, No.3, 530-535 [16] R Levis, G Menkir, H Rabitz (2001), “Selective bond dissociation and rearrangement with optimally tailored, strong-field laser pulse”, Science 292, 709-713 [17] R Paschotta and U Keller (2001), “Passive mode locking with slow saturable absorbers”, Appl Phys B: Laser and Optics 73, 653-662 [18] V M Malkin and N J Fisch (2010), “Quasitransient backward Raman amplificaton of powerful laser pulses in dense plasmas with multicharged ions”, Phys Plasma 17, 073109 60 [19] W J Tomlinson, R.H Stolen, and c V Shank (1984),“Compression of optical pulses chirped by self-phase modulation in fibers”, J Opt Soc Am B1 (2), 139 [20] W Kaiser and M Maier (1972), “Stimulated Rayleigh, Brillouin, and Raman spectroscopy”, Laser Handbook, vol.2, F T Arecchi and E O [21] W N Ye (2002), “All-optical signal processing using nonlinear periodic structures: A study of temporal response”, MA Thesis, University of Toronto, 79 [22] Y Chen, A W Snyder, and D.N Payne, IEEE J “ Quantum Electronics”,QE-28, No.1, 239-245 [23] Y Ping et al, (2004), “Amplification of ultra-short laser pulses by a resonant Raman scheme in a gas-jet plasma”, Phys Rev Lett., Vol.92, No.17, 175001-175007 61