(Luận án) Nén xung ngắn bằng vòng sợi quang khuếch đại raman ngược phối hợp với bộ liên kết bán phi tuyến

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ CHU VĂN BIÊN NÉN XUNG NGẮN BẰNG VÒNG SỢI QUANG KHUẾCH ĐẠI RAMAN NGƯỢC PHỐI HỢP VỚI BỘ LIÊN KẾT BÁN PHI TUYẾN Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62 44 01 09 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ HÀ NỘI 2016 Công trình được hoàn thành tại: Viện Khoa học và Công nghệ quân sự Bộ Quốc phòng Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Hồ Quang Quý. Phản biện 1: GS.TS. Nguyễn Quang Báu. Phản biện 2: PGS.TS. Đỗ Quốc Hùng. Phản biện 3: TS. Phạm Vũ Thịnh. Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp tại Viện Khoa học và Công nghệ quân sự vào hồi……h……… ngày……. tháng…….năm…… Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Viện Khoa học và Công nghệ quân sự; Thư viện Quốc gia Việt Nam.

BỘGIÁO DỤC VÀĐÀOTẠO BỘQUỐCPHỊNG VIỆNKHOAHỌCVÀCƠNGNGHỆ QNSỰ CHUVĂNBIÊN NÉN XUNG NGẮN BẰNG VÒNG SỢI QUANGKHUẾCHĐẠI RAMAN NGƯỢC PHỐI HỢPVỚIBỘLIÊNKẾTBÁNPHITUYẾN Chuyên ngành: Quang họcMãsố:62 440109 TĨMTẮTLUẬNÁNTIẾNSĨVẬTLÝ HÀNỘI -2016 Cơngtrìnhđượchồnthànhtại: ViệnKhoahọcvàCơngnghệqnsự-BộQuốcphịng Ngườihướngdẫnkhoahọc: PGS.TS.HồQuangQ Phảnbiện1:GS.TS.NguyễnQuangBáu.Phảnbiện 2:PGS.TS.ĐỗQuốcHùng Phảnbiện3:T S PhạmVũThịnh Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận ántiến sĩ họp Viện Khoa học Cơng nghệ qn vàohồi……h………ngày…….tháng…….năm…… Cóthểtìmhiểuluậnántại: - ThưviệnViệnKhoahọcvàCơngnghệqnsự; - ThưviệnQuốcgiaViệtNam A GIỚITHIỆULUẬNÁN Tínhcấpthiếtcủa đềtài Phương pháp nén xung sử dụng môi trường khuếch đại Ramanbơm ngược nghiên cứu lý thuyết thực nghiệmtrongm ôi t r n g p l a z m a , k h í p s u ấ t c a o v đ ã t o r a x u n g c ó đ ộ rộnggiảmxuốngđếnhàngtrămlầnsovớixungbơm.Trongnhữngnăm gần sợi quang phi tuyến, hay sợi quang ống (hollowfiber) chứa đầy môi trường tán xạ Raman sử dụng nénxungtheo nguyên lýkhuếch đạiRaman bơmngược Song song với nghiên cứu nén xung khuếch đạiRaman bơm ngược nghiên cứu liên kết quang phituyếnbốncổng nhiềucổng.Ngồitínhchất táchs ó n g t h e o bước sóng theo cường độ, theo dự đốn chúng tơi, liên kếtcịn có tính chất rút ngắn độ rộng xung mức định đó.Tính chất lọc lựa liên kết phi tuyến rút ngắn độ rộng xungtínhiệu.Tínhchấtnàyvẫnchưađượcnghiêncứumộtcáchđầ yđủvàchưađượcứngdụngtrongthựctế.Mộtýtưởngmớicủachúngtơilàphốihợpmơitrườngkhuếchđại Ramanbơmngượccókhảnăngnén xung với liên kết bán phi tuyến có khả rút ngắnxung.Ý t n g n y đ ã t h ể h i ệ n l u ậ n n v i t i ê u đ ề : “ Nénx u n g ngắn vòng sợi quang khuếch đại Raman bơm ngược phốihợpvớibộ liênkếtbánphituyến” Mụctiêucủaluậnán: TrêncơsởtínhchấtkhuếchđạiRamanngượctrongmơitrường Raman (haysợiquang)vàtínhchấtlọclựaquangcủabộliênkết bán phi tuyến, đề xuất lý thuyết hệ nén xung quang kếthợptừmôi trườngtánxạ Ramanvàbộliênkết bánphituyến Nộidungnghiêncứu: Thiếtlập cácphương trìnhmơtảcácqtrìnhk h u ế c h đ i trongsợiquangRaman,cácphươngtrìnhvàoracủabộliênkếtbán phituyến Đề xuất mơ hình lý thuyết hệ nén xung kết hợp vòngkhuếch đại Raman ngược với liên kết bán phi tuyến với hai cấuhình: nén chủ động (sử dụng bơm ngồi) tự nén (khơng sử dụngbơmngồi) Phân tích q trình hoạt động, thiết kế qui trình mơ vàdùng phần mềm Maple mô để minh chứng khả nén xungcủa hệ đề xuất Đi tìm điều kiện ngưỡng để xuất hiệu ứngnénchotừngmơ hình Đốitượngvàphạmvi nghiêncứu: Hiệu ứng khuếch đại Raman ngược sợi quang (pha tạpGermanium);Hiệu ứng cắt gọtxung củab ộ l i ê n k ế t b n p h i t u y ế n ; Hệ nén xung lặp quang sợi kết hợp khuếch đại Raman bơm ngượcliên tục với liên kết bán phi tuyến; Hệ tự nén xung quang kết hợpkhuếchđại Raman bơmngược vớibộ liênkếtbánphituyến Phạm vi nghiên cứu nghiên cứu mơ hình lý thuyết, xét đếncácqtrìnhdừngvàchỉ khảosát với bộliênkếtbánphi tuyến Phươngphápnghiêncứu: Đềt i k ế t h ợ p p hư ng phá pp hâ n t íc h v t ổ ng hợpl ý thuyế tvớiphương phápmơhìnhhóa.Dùng phương phápmơhìnhđ ể nghiên cứu xây dựng lý thuyết hệ nén xung dựa sởkết hợp khuếch đại Raman bơm ngược với liên kết bán phituyến Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễn Ýt n g m i l đ ề x u ấ t c c h ệ r ú t n g ắ n x u n g b ằ n g c c h k ế t hợpgiữakhuếchđạiRamanbơmngượcvàrútngắnxungcủabộliênkếtbánphituyến Kết nghiên cứu cho thấy khả nén xung hệmà luận án đề xuất khả quan Kết luận án sở tincậycho việc chế tạo hệnénxung B NỘIDUNGCỦALUẬNÁN Nội dung luận án trình bày chương Chương 1trình bày tổng quan khuếch đại Raman bơm ngược liên kết bánphituyến.Chương2khảosátđặctrưngrútngắnxunglọclựacủabộliên kết bán phi tuyến nhằm mục đính tìm tham số phục vụcho chương chương Chương đề xuất hai hệ nén xung kếthợpkhuếchđạiRamanbơm ngượcliên tụcvớiliênkếtb n p h i tuyến: hệ MTPFC1 MTPFC2 Chương đề xuất hai hệ tự nénxung quang kết hợp khuếch đại Raman bơm ngược với liên kếtbánphi tuyến: OPSCcấuhìnhvịngvà OPSCcấuhìnhthẳng Chương 1: KHUẾCH ĐẠI RAMAN BƠM NGƯỢCVÀLIÊNKẾTBÁNPHITUYẾN 1.1 Cácnguyênlýphát xunglaserngắn *Nénx u n g t r o n g b u n g c ộ n g h n g : B i ế n đ i ệ u c h ủ đ ộ n g ; B iến điệuthụđộng; Biếnđiệuđồngbộpha *Nénxungngoàibuồngcộnghưởng:Nénxungdựatrênhiệuứngtán sắc;Nén xungdựatrênhiệuứngphi tuyến Phương pháp dựa nguyên lý khuếch đại Raman bơm ngượcvà làm ngắn xung nhờ liên kết phi tuyến vấn đề nóng hổi đượcquantâmnghiêncứu ứngdụngtrongnhữngnămgần 1.2 KhuếchđạiRamanbơmngược 1.2.1 Khuếchđại Ramancưỡngbức TốcđộbiếnđổisốphotonStokestheophươngz: n dms n  Dm m 1 L s dz c *Nếum s1(cưỡngbức)thì m szms  ec DnmL z (1.9) 1.2.2 Hệ phương trình tương tác cho khuếch đại Raman bơmngược Nguyênlýn é n xungt heonguyênlýkhuếch đại Raman bơmngượcđư ợct rìnhbà y tronghình1.5 *Hệphư ơn g t r ì n h t ố c độcủacácđạilượngliên kết viết nhưsau: Hình 1.5.Nguyên lý nén xung bằngkhuếchđại Ramanbơmngược[25] np   2 i p  N QE   (1.14) E  p q cn2p c t z   sn E 2 i sN*  QE  z  c ts q cn   s s p (1.15) Trongđiềukiệndừng(stationary),phươngtrình(1.14)và(1.15)c óthểviếtchocườngđộ códạngsau:   Iq   p np   c t s z s I II ps  ns  z c t   (1.17) IpIs (1.18) 1.2.3 Hệsốkhuếchđại *Hệsốkhuếchđại RamantổngsauNlần đụngđầusẽlà: N gP   1e pL G Gi exp L  s L   i1 2 A 1epTp/  (1.28)   1.2.4 Một sốcấuhìnhkhuếchđạivànénxung: +HệkhuếchđạiRamanbơmngượctrongplasmađiểnhìnhđượcJ.Renv cộngsự thiếtkế +Cấu hìnhbộ nénxungtánsắc + Cấu hình nén xung sử dụng sợi quangtán sắc thường néntán sắc +Cấuhìnhnénxungsửdụngsợi quangtánsắcdịthường +Cấuhìnhnénxungtươngtự +Cấuhìnhkhuếchđại Ramanbơmngược 1.3 Liênkết phi tuyến 1.3.1 Cấuhìnhbộliênkết phituyếnsợi quang Bộ liên kết bán phi tuyến gồm sợi có hệ số chiết suất phituyến lớn (hay gọi sợi Kerr) sợi tuyến tính có hệ số chiếtsuấtphituyến nhỏ khơngđángkể Hình1.20.Bộliênkết bánphi tuyến[27] 1.3.2 Hệsốtruyềnvàđặctrưng truyềncủabộliênkếtbánphit uyến Hệsốtruyềnquacủabộliênkết bánphituyến: I (z) s  1 in zC2Cnl2 2 11 I1(0) C/n C1 I( z) l1  12 2 I1(0)  C2n/C21  n sin zC2C l  (1.31)  l 1.3.3 Mộtsốcấuhìnhxửlýtínhiệusoliton Dựa vào tính chất phi tuyến hệ số truyền số cấu hìnhbộ liên kết phi tuyến sử dụng cho mục đích xử lý tín hiệu soliton đãđượcđềxuất như: khóasoliton,táchsoliton,p h t soltion… 1.4 Kếtluậnchương1 Trong chương này, trình bày số khái niệm tán xạRaman cưỡng bức, khuếch đại Raman, nguyên lý “nén xung” (pulsecompression) sử dụng khuếch đại Raman bơm ngược, số cấuhình khuếch đại nén xung ứng dụng khơi phục tín hiệu thông tinquang Đồng thời giới thiệu liên kết phi tuyến quang,một số đặc trưng ứng dụng chúng xử lý tín hiệu quang,đặcbiệtcácsoliton quang Từ nguyên lý khuếch đại cấu hình nén xung sử dụngRaman bơm ngược tính chất liên kết phi tuyến, đặcbiệt tính chất tách tín hiệu lọc lựa theo cường độ vào, có thểrútra mộtsố nhận xétsau: i) Những vấn đề khoa học liên quan đến ảnh hưởng trìnhkhuếchđ i R a m a n b m n gư ợ c l ê n s ự b i ế n d n g x u n g t í n h i ệ u h a y nénxungtrongsợiquangnhờkhuếchđạiRamanbơmngượcvẫnchưađượcđề cập ii) Nhờ khuếch đại Raman bơm ngược, xung mầm khuếchđại đó, cường độ đỉnh tăng lên đáng kể, thời gian kéodài xung không thay đổi (tuy nhiên, độ rộng xung tính ½đỉnh thay đổi) Với mục đích rút ngắn xung, xung sau khikhuếchđạiđượcrútngắn nhờhệ nénxungtán sắc iii) Bộ tách tín hiệu quang phi tuyến tách tín hiệu cổng vào thànhhai tín hiệu hai cổng Dạng tín hiệu đầu phụ thuộc vàocường độ tín hiệu vào Đặc biệt, độ rộng xung tín hiệu hai cổngcóthể nhỏ sovớiđộrộngxung vào Chương2 KHẢO SÁTĐẶC TRƯNG RÚT NGẮN XUNG LỌC LỰACỦABỘLIÊNKẾTBÁNPHI TUYẾN 2.1 Cấuhìnhđềxuất Cấu hình bộliênkếtbánphituyếnđượctrình bàytronghình 2.1 2.2 Biểu thức cường độ tínhiệura Quan hệ cường độtín hiệu vào vàtín hiệu raở hai cổngra: Hình2.1.Cấuhìnhcủabộliên kếtbánphituyến   c n1I 2 4 I1(z)I11  4  0n l  16 C2    I2(z)I 1 42c22n4I 0nl1  162C2 4  1  sin z  c  2 4  sin2z  nI 1602 nl1 C2    (2.12)  c 2 4 4   nI 02 nl1 16 C        2.3 Đặctrưngtruyền Dùng công thức (1.31) sử dụng phần mềm vẽ đồ thị Maple,đặc trưng truyền- Ivàocủa liên kết bán phi tuyến trình bàytrênhình2.2; đặctrưng-đượctrìnhbàytronghình2.3 a) b) Hình2.2.Đặctrưngtruyềncủa bộliên kếttheocườngđộ; 11–I 1(đườngnétvạch);  12–I 1(đườngliềnnét); a)lC=2mm; b)l C=4mm; Hình 2.3.Đặc trưng truyền liên kết theobướcsóngtín hiệu vào 11–(đườngnétvạch);12–(đườngliềnnét); a)lC=2mmvàIvào=0,721012W/m2;b)l C=4mmvàIvào=0,551012W/ m2;c)l C=4mmvàIvào=0,371012W/m2; 2.4 Táchxunglọclựa Khảosát vớitínhiệuvàolàmột chuỗi xungGauss: l n 2(t3T7kT)2 Ivao (t) I   mkIm  e  T  (2.2)  Khảnăngtáchxungđượcmơphỏngtronghình2.5 a) c) t/T t/T b) t/T Hình 2.5.Tách xung truyền qua liên kết phi tuyếna– xungvào;b– xung racổng 1;c –xung racổng2 2.5 Rútngắnxung *Tối ưuxungracổng1  t XétxungGaussian:I vao I maxe x p ln2 2   (2.3) i) Nếu chọn tham số cường độ tín hiệu vào liên kết bánphi tuyến phù hợp, xung tín hiệu cổng vào tách rathành xung hai cổng Dạng xung hai cổng thay đổi phụthuộcvào cácthamsốcủabộliên kết cườngđộ tínhiệuvào ii) Khi tín hiệu vào xung, xung hai cổng có độ rộngxung thay đổi phụ thuộc vào chiều dài vùng liên kết, cường độ đỉnhxung vào hệ số chiết suất phi tuyến Độ rộng xung cổng thứhailuôn ngắn độrộngxungvào iii) Bộ liên kết bán phi tuyến với tham số tối ưu cho việc nén xung ởcổngthứnhất(cònxungraởcổngthứhailoạibỏ): nnl=1,0.10-12m2/W),lC=1,9mm,C=0,694mm1 ,=1,57m,Imax=0,75.1012W/m2,với loạixungcóđộ rộngxung2τ =2ns iv) Bộ liên kết bán phi tuyến với tham số tối ưu cho việc nén xung ởcổngthứhai(cịnxungraởcổngthứnhấtloạibỏ): nnl=1,0.10-12m2/W,lC=4,20mm,C=0,694mm1 ,=1,57m,Imax=0,5625.1012W/m2với loại xungcóđộrộngxung2τ=2ns v) Bộ liên kết bán phi tuyến với tham số tối ưu cho việc nén xung ởcổng thứ hai (để làm xung mầm) xung cổng thứ gầngiống hệt xung ban đầu (để làm xung bơm):nnl=1,0.1012 m /W,lC=4,20mm,C=0,694mm-1,=1,472m,Imax=0,4.1012W/m2 Chương3 HỆ NÉN XUNG KẾT HỢP KHUẾCH ĐẠI RAMANBƠMNGƯỢCLIÊNTỤCVỚI LIÊNKẾTBÁNPHI TUYẾN 3.1 Hệnénxungbằngcáchtăngcườngđộđỉnh 3.1.1 Cấuhìnhvànguyênlýhoạtđộng Cấu hình nguyên lý hệ nén xung quang sợi kết hợpkhuếchđ i R a m a n b m n g ợ c l i ê n tụcvàliênkếtbánphituyếnMTPFC1 trình bày hình3.1 Hình 3.1Cấu hình nguyên lý cơbảncủa hệ MTPFC1 3.1.2 Cởsởlýthuyếtchoquitrìnhkhả osát XungvàoI (t)=I vao  exp  −ln2× t2 2  max  τ (3.1) Bước 1: Truyền qua 3dBOC;Bước2:TruyềnquabộSNO C; Bước 3: Truyền qua sợi quang khuếch đại;Bước4:Thực hiệnlạibước1: m I,nen (t) Ia  t  C2 sin l exp ln2 1 2 CC 2  n  x C  p Igl pR C 2nl  C ex   l Quát r ì n h n y đ ợ c l ặ p l i b ằ n g c c h s d ụ n g “ X u n g n é n ” l ầ n t hứilàm“Xungđầu vào”cho quátrình nén lầnthứi+1 3.1.3 Khảosát quátrìnhnénxung *BộSNOC:nnl=1,010-12m2/W;lC=1,9mm;C=0,694mm-1 *BộB C W R F A : l R= m , = ; g = , 10-14m/W;I p= 2,51012W/m2,=1472nm(xungbơm);Imax=1,51012W/ m2;2=2,010-9s;=1570nm(xungmầm) 3.1.3.1 Rútngắnxunglầnthứnhất quabộSNOC XungIra,7(t)ở cổng SNOC có cường độ đỉnh là0,751012W/m2, độ rộng xung rút ngắn lại còn1,32109 s,giảm1,5 lần 3.1.3.2 Khuếchđạilầnthứnhất Sau khuếch đại lần thứ nhất, chúng thu xung với độrộng1,2910-9svà cường độ đỉnh11,561011W/m2 So với xungvàot h ì c n g đ ộ đ ỉ n h c ủ a x u n g n é n l ầ n t h ứ n h ấ t t ă n g , l ầ n , đ ộ rộng xung rút ngắn lại 64% xung ban đầu Điều nàychothấyhiệusuất rútgọn xungcủa hệ MTPFC1 3.1.4 Ảnhhưởngcủa mộtsố tham số lênhệ sốnén 3.1.4.1 Ảnhhưởngcủasốlầnnén Xung nén sau chu kỳ thứ nhất, thứ hai thứ ba đượctrìnhbàylầnlượttrênhình3.4,hình 3.5và hình3.6 Bảng 3.1 Các tham số xung nén hệ số néntheolần nén quahệMTPFC1 Xung Vào Imax(W/m ) 0,75.1012 2(s) 2.10-9 Fnen(W/m2s) 3,75.1020  Lần“1” 1,156.1012 1,29.10-9 8,961.1020 2,390 Lần“2” 1,744.1012 1,26.10-9 13,841.1020 3,691 Lần“3” 2,653.1012 1,23.10-9 21,57.1020 5,752 Từ kết bảng 3.1 cho thấy, xung truyền qua hệMTPFC1,hệsố néntăngnhanh sau chu kỳ 3.1.4.2 Tối ưuhệsốnén Bảng 3.2.Hiệu suất nén xung hệ MTPFC1 saulầnthứbavới hệsốkhuếchđại khácnhau Hệ sốKĐ Imax(W/m2) 0,540 1,26.1011 2,24.10 11 1,26.10 1,000 1,84.10 12 1,125 2,653.1012 1,200 2,300 0,59 2,14.1020 0,57 0,61 20 0,98 (10 s) 12 0,900 η[*] -9 (IpglR) 0,5 F(W/m2s) 2τ 3,33.10 12 9,35.10 13 3,67.10 10,24.10 20 2,73 1,23 14,96.10 20 3,99 1,23 21,57.1020 5,75 1,26 20 7,05 1,23 1,28 26,43.10 730,47.10 20 194,79 *Fvao=3,75.1020W/m2s Từbảng3.2chúngtacónhậnxét sau: 1) Khigiátrị hệsố(IpglR)tăng,cơngsuất đỉnhcủaxungsẽtănglên; 2) Độ rộng xung thay đổi khi(IpglR)tăng;độ rộng xung daođộngtrongkhoảng(1,23÷1,28).109 skhi(IpglR)thayđổit r o n g khoảngtừ 0,9 đến2,3; 3) Hệs ốné n  =1,gi tr ị n gư ỡ n g (I pglR)=0, với g =4, 10 -14 m/WtươngứngvớicườngđộlaserbơmngưỡngI p=1,2.10 12W/m2, đâylàcườngđộmứctrungbìnhcủalaserthơngdụnghiệnnay 3.2 Hệnénxungbằngcáchgiảmđộrộngxung Cấu hình hệ nén xung lặp quang sợi kết hợp khuếch đạiRaman bơm ngược liên tục liên kết bán phi tuyến MTPFC2 đượctrìnhbàytrên hình 3.13 Hình3.13.Cấuhìnhc ủ a hệ MTPFC2 Hệ thiết kế vớimục đích sử dụng xung cổngthứ hai liên kết bán phituyến.HệMTPFC2vềcơbảngiố ngvớiMTPFC1chỉkhácởchỗ tín hiệu lấy từ liênkếtbánphi tuyếnlàcổngthứhai *BộSNOC:nnl=1,010-12m2/W;lC=4,2mm;C=0,694mm-1 *BộBCWRFA:lR=10m;=0;g=4,510-14m/W; Ip=3,61012W/m2;=1472nm(xungbơm);Imax=1,1251012W/ m2;2=2,010-9s;=1570nm(xung mầm) 3.2.1 Rútngắnxunglầnthứnhất quabộSNOC XungIra,6(t)ở cổng SNOC có cường độ đỉnh giảmxuống cònkhoảng2,251011W/m2,giảm 2,5lần so vớic n g đ ộ đỉnhc ủ a x u n g v o , đ ộ r ộ n g x u n g r ú t ngắnlạicòn1,010-9s,giảmhailần 3.2.2 Khuếchđạilầnthứnhất Hình3.18.Sosánhxungnénlần0,1, 3tronghệMTPFC2 Q trình thực mơ chothấy,quacáclầnnénthìcườngđ ộ đỉn hgiữổ n đ ị n h cịnđộr ộ n g x u n g giảm dần từ lần nén thứ ba trở xung nén xung nén giữ ổn định(hình 3.18) Điều giải thích dựa theo tính chất rút ngắnxunglọclựacủabộliênkếtbánphituyếnSNOC,theođó,xungsau nén lần trở thành xung vuông với cường độ đỉnh khơng đổido có cân q trình khuếch đại mát Kết quảkhảosátđượctrìnhbàytrongbảng3.3 Bảng 3.3 Các tham số xung nén hệ số néntheolần nén quahệMTPFC2 Xung Lần“0” Imax(W/m2) 5,625.1011 2(s) 2,000.10-9 Fnen(W/m s) 2,8125.1020  1,00 Lần“1” 5,625.1011 1,000.10-9 5,625.1020 2,00 Lần“2” 5,625.1011 0,675.10-9 8,333.1020 2,96 Lần“3” 5,625.1011 0,564.10-9 9,970.1021 3,55 Kếtquảtrong bảng 3.3 cho thấy, khixung truyền quahệMTPFC2 thích hợp (với tham số khảo sát) chu kỳhệsốnéntăngdầnđếngiátrịcựcđại3,55vàbắtđầutừchukìthứ3trở xung nén xung vuông gần giống với hệ số nén bằng3,55 Với tham số thiết kế để (IpglR= 1,62) hệ số nén hệMTPFC2đạtgiá trị“bãohịa”=3,55 Tiếp theo chúng takhảo sátxung nén sau ba chu kìkhit h a y đổi giá trị(IpglR)từ 1,52 đến 1,66 tương ứng với cường độ bơm từ3,38.1012W/m2đến3,69.1012W/m2 Bảng 3.4.Hiệu suất nén xung hệ MTPFC2 saulầnthứbavới hệsốkhuếchđại khácnhau Hệ sốKĐ Imax(W/m2) 2τ(10-9s) F(W/m2s) η (IpglR) 1,52 6,000.1010 0,32 1,875.1020 0,67 11 1,53 1,100.10 0,34 3,235.1020 1,15 1,54 1,760.1011 0,37 4,757.1020 1,69 1,56 3,340.1011 0,41 8,146.1020 2,90 11 21 1,58 4,760.10 0,46 1,035.10 3,68 1,62 5,625.1011 0,564 9,973.1020 3,55 1,64 5,750.1011 0,61 9,43.1020 3,35 1,66 5,800.1011 0,64 9,06.1020 3,22 *Fnen,vao(W/m2s) =2,8125.1020 Từ bảng 3.4 có nhận xét sau: Khi(IpglR)thay đổitrong khoảng từ 1,52 đến 1,66 hệ số nén tăng dần đến giá trị cựcđại 3,68 sau giảm xuống Với hệ số nén = 1, giá trị ngưỡng(IpglR)= 1,529 3.3 Kếtluậnchương3 Trênc s đ ặ c t r n g p h i t u y ế n d ẫ n đ ế n k h ả n ă n g r ú t n g ắ n xunglọclựacủabộliênkếtphituyến,haihệnénxungl ặ p (MTPFC1, MTPFC2) kết hợp liên kết bán phi tuyến với bộkhuếch đại Raman sợi quang bơm ngược liên tục đề xuất.Với cấu hình đề xuất gồm liên kết tuyến tính -3dB, liên kết bánphituyếnvàbộ khuếchđạiRamansợiquangbơmngượcliêntục,nguyên lý hoạt động nén xung hệ phân tích, từ đó, xâydựng sở lý thuyết trình nén xung Áp dụng tham số cụthểphù hợp thựcnghiệm cho mỗimẫu hệMTPFC1 vàM T P F C , trình nén xung khảo sát bình luận ảnh hưởng củasố lần nén xung lên hệ số nén xung Hơn nữa, chương đãphân tích điều kiện ngưỡng cho trình nén đề xuất trường hợphoạt độngtốiưu chohệ Trong cấu hình hệ MTPFC1, độ rộng xung rút ngắnbớt cỡ 44% theo cách “cắt gọt” phần đầu xung phần cuối xung;cườngđộ đỉnh khuếchđạilênhàngtrămlần Trong cấu hình hệ MTPFC2, độ rộng xung rút ngắnbớt cỡ 70% - 80%; cường độ đỉnh khống chế giá trịnhất định chọn tham số định (Ví dụ:nnl=1,010-12m2/W;l C= , m m ;C = , m m ;I pglR= , , = 1570nm,I max=1,125 1012W/m2(saukhiquabộ-3dBOCcườngđộ đỉnhsẽlàImax=0,56251012W/m2)) Chương4 HỆTỰNÉNXUNGQUANG KẾT HỢP KHUẾCH ĐẠI RAMAN BƠM NGƯỢCVỚIBỘLIÊNKẾTBÁNPHI TUYẾN 4.1 Cấuhìnhvàngunlýhoạtđộng *Cấuhìnhthứnhất Hình4.1OPSCcầuhìnhvịng *Cấuhìnhthứhai Hình4.3OPSCcấuhìnhthẳng 4.2 Cơsởlýthuyết củaqtrìnhnénxung Dạngxungsaukhinénởcổng1củabộSNOCtrongcấuhìnhvịnghoặc cổng2 củanộ -3dBOCtrongcấu hìnhthẳng: Ira1(t) I kd,s( t)1   C CC 2sin nl l C C 2nl  C trongđó,Ikd,sđượctínhtrongchương3 4.3 Khảosátquátrìnhnénxung *BộSNOC:C=0,694mm-1;nnl=1,0.10-12m2/W;lC=4,20mm *S ợ i BPRFA:g=4,5.10 -14m/W;v g 2,0.10 8m/ s;l R L tt=v g=200m;Imax=0,4.1012W/m2; 2=2.10-6s   (4.12)