1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI TÍN HIỆU QUANG

101 329 1
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 101
Dung lượng 1,01 MB

Nội dung

xây dựng chương trình mô phỏng, làm rõ các ảnh hưởng của tán xạ Raman kích thích đối với quá trình truyền ánh sáng trong sợi quang, các lưu đồthuật toán xác định các tham sốliên quan.

Đồ án tốt nghiệp Đại học Mở đầu Mục lục THUẬT NGỮ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU . i CHƯƠNG 1: TÁN XẠ RAMAN 1 1.1 Tổng quan về tán xạ Raman 1 1.1.1 Ánh sáng . 1 1.1.2 Tương tác của ánh sáng và mơi trường 1 1.1.3 Sợi quang 2 1.1.4 Q trình truyền ánh sáng trong sợi quang 4 1.1.5 Tính chất phi tuyến của sợi quang . 7 1.1.6 Tán xạ ánh sáng . 9 1.1.7 Tán xạ Raman . 10 1.2 Đặc tính của tán xạ Raman kích thích 12 1.2.1 Phổ khuếch đại Raman 12 1.2.2 Ngưỡng Raman . 14 1.2.3 Ảnh hưởng của các chất phụ gia trong sợi thuỷ tinh 17 1.2.4 Ảnh hưởng của phân cực ánh sáng 18 1.3 Ảnh hưởng của tán xạ Raman kích thích trong thơng tin quang . 19 1.3.1 Ảnh hưởng của SRS đối với hệ thống đơn kênh 19 1.3.2 Ảnh hưởng của SRS trong hệ thống WDM 23 1.4 Thí nghiệm tán xạ Raman kích thích 27 1.4.1 Thí nghiệm đo hệ số khuyếch đại Raman 27 1.4.2 Thí nghiệm đo ngưỡng Raman 30 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG TÁN XẠ RAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI TÍN HIỆU QUANG .32 2.1 Sự cần thiết phải khuyếch đại quang . 32 2.2 Những khái niệm cơ bản về khuyếch đại quang. 33 2.2.1 Phổ khuyếch đại và băng tần bộ khuyếch đại . 33 2.2.2 Nhiễu trong bộ khuyếch đại quang. . 35 2.2.3 Các ứng dụng khuyếch đại 37 2.3 Bộ khuyếch đại quang Raman . 38 2.3.1 Ngun lý bơm 38 2.3.2 Hệ số khuyếch đại và băng tần của bộ khuyếch đại Raman . 40 2.3.3 Tăng ích quang Raman 41 2.3.4 Hiệu năng khuyếch đại 44 2.3.5 Nhiễu trong các bộ khuyếch đại Raman . 47 2.3.6 Khuyếch đại Raman phân bố DRA (Distributed Raman Amplifier) . 49 2.3.7 Khuyếch đại Raman tập trung LRA (Lumped Raman Amplifier) 52 2.3.8 Bộ khuyếch đại quang lai ghép Raman/EDFA . 55 2.4 Ứng dụng bộ khuyếch đại quang Raman trong hệ thống WDM . 55 CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG 58 3.1 Tính tốn tham số . 58 3.1.1 Tham số “Walk-off” d . 58 3.1.2 Hệ số khuyếch đại Raman . 58 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Mở đầu 3.2 Các lưu đồ thuật tốn . 60 3.2.1 Lưu đồ thuật tốn tính hằng số lan truyền sóng β . 60 3.2.2 Lưu đồ thuật tốn tính hệ số khuyếch đại Raman 60 3.2.3 Lưu đồ tính hệ số phi tuyến γ . 61 3.2.4 Lưu đồ thuật tốn mơ phỏng SRS 62 3.3 Kết quả mơ phỏng và giải thích . 63 3.3.1 Kết quả mơ phỏng phổ khuyếch đại Raman . 63 3.3.2 Kết quả mơ phỏng ảnh hưởng của SRS . 64 3.3.3 Đặc tuyến cơng suất 68 KẾT LUẬN 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC A. Phương pháp biến đổi Fourier rời rạc .71 PHỤ LỤC B. Chương trình mơ phỏng .73 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Mở đầu THUẬT NGỮ VIẾT TẮT BER Bit Error Rate Tỉ số lỗi bit DCF Dispersion Compensating Fiber Sợi bù tán sắc DRA Distributed Raman Amplifier Bộ khuyếch đại Raman phân bố DRS Double Rayleigh Scattering Tán xạ Rayleigh kép DSF Dispersion Shifted Fiber Sợi dịch tán sắc EDFA Erbium Droped Fiber Amplifer Khuyếch đại quang sợi pha Erbium FWM Four Wave Mixing Trộn bốn sóng GVD Group Velocity Dispersion Tán sắc vận tốc nhóm LRA Lumped Raman Amplifier Bộ khuyếch đại Raman tập trung MFD Mode Field Diameter Đường kính trường mode NF Noise Figure Hệ số tạp âm NLSE Nonliear Schrodinger Equation Phương trình Schrodinger phi tuyến NRZ Non-Return-to-Zero Mã NRZ SBS Stimulated Brilloin Scattering Tán xạ Brilloin kích thích SMF Single Mode Fiber Sợi đơn mode SNR Signal-to-Noise Ratio Tỉ số tín hiệu trên nhiễu SPM Self Phase Modulation Điều chế tự dịch pha SRS Stimulated Raman Scattering Tán xạ Raman kích thích WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo bước sóng XPM Cross Phase Modulation Điều chế pha chéo THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Mở đầu Mai Ngun Dũng- D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng i MỞ ĐẦU Tán xạ Raman là q trình tán xạ khơng đàn hồi, xảy ra do sự tương tác của ánh sáng với mơi trường vật chất trong sợi quang. Tán xạ Raman bao gồm tán xạ Raman tự phát và tán xạ Raman kích thích SRS. Một mặt tán xạ Raman gây ảnh hưởng xấu đến q trình truyền tín hiệu trong sợi quang, làm tăng nhiễu trong hệ thống thống tin quang nhưng mặt khác tán xạ Raman cũng những ảnh hưởng tích cực, nổi bật nhất khả năng khuyếch đại tín hiệu quang. Bởi vậy, ngay từ khi mới được phát hiện, tán xạ Raman đã thu hút rất nhiều sự quan tâm, nghiên cứu. Các nghiên cứu này tập trung theo hai hướng: giảm thiểu ảnh hưởng tiêu cực và ứng dụng tán xạ Raman kích thích trong khuyếch đại tín hiệu quang. Tán xạ Raman kích thích SRS chính là cơ sở để phát triển các bộ khuyếch đại quang Raman. Các bộ khuyếch đại quang Raman rất nhiều ưu điểm so với những loại khuyếch đại quang đã được sử dụng trước đó và rất phù hợp với các hệ thống WDM đang được triển khai hiện nay. Các bộ khuyếch đại quang Raman được coi là lời giải cho bài tốn khuyếch đại quang trong các hệ thống truyền dẫn quang dung lượng lớn, cự ly dài và rất dài. Nhận thức được tầm quang trọng của vấn đề và được sự hướng dẫn của Thầy giáo, ThS. Nguyễn Đức Nhân, em chọn đề tài “Tán xạ Raman kích thích” để làm đề tài đồ án tốt nghiệp đại học. Nội dung đồ án được trình bày trong ba chương: Chương 1 trình bày tổng quan về q trình tán xạ ánh sáng, tán xạ Raman, đồng thời trình bày những đặc tính cũng như ảnh hưởng của tán xạ Raman kích thích trong hệ thống đơn kênh và hệ thống WDM. Chương 2 trình bày một số khái niệm cơ bản về khuyếch đại quang, nêu ứng dụng của tán xạ Raman kích thích trong khuyếch đại tín hiệu quang, ngun lý của các bộ khuyếch đại Raman phân bố, khuyếch đại Raman tập trung. Chương 3 xây dựng chương trình phỏng, làm các ảnh hưởng của tán xạ Raman kích thích đối với q trình truyền ánh sáng trong sợi quang, các lưu đồ thuật tốn xác định các tham số liên quan. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Mở đầu Mai Ngun Dũng- D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng ii Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do tán xạ Raman kích thích là một vấn đề khó nên nội dung đồ án khó tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các Thầy, Cơ giáo, các bạn sinh viên để đồ án này được hồn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo, ThS. Nguyễn Đức Nhân đã nhiệt tình hướng dẫn em hồn thành đồ án này. Em xin cảm ơn các Thầy, Cơ giáo trong bộ mơn thơng tin quang, Khoa viễn thơng đã dạy dỗ, dìu dắt em trong suốt 5 năm học vừa qua. Xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, giúp đỡ trong suốt thời gian qua. Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2005 Sinh viên Mai Ngun Dũng THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tán xạ Raman Mai Ngun Dũng- D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng 1 CHƯƠNG 1: TÁN XẠ RAMAN 1.1 Tổng quan về tán xạ Raman 1.1.1 Ánh sáng Ánh sáng có tính lưỡng tính sóng hạt. Tính chất sóng của ánh sáng được quan sát thấy qua các hiện tượng giao thoa, tán sắc. Ánh sáng có bản chất sóng điện từ. Các mode trường điện từ là tập các nghiệm của phương trình sóng. Tính chất hạt của ánh sáng được thể hiện qua khả năng đâm xun, hiện tượng quang điện, tác dụng ion hố. Ánh sáng bao gồm các photon mang năng lượng xác định bằng hf trong đó h là hằng số Plank còn f là tần số của ánh sáng. 1.1.2 Tương tác của ánh sáng và mơi trường Một chùm sáng đi từ chân khơng vào mơi trường bị phản xạ một phần ở mặt ngăn cách. Phần khúc xạ vào mơi trường lại bị tán sắc, bị mơi trường hấp thụ và bị tán xạ một phần về mọi phía. Theo Lorentx ta thừa nhận những giả thiết cơ bản sau đây: Phân tử của mọi chất được tạo thành từ ion và electron. Electron có khối lượng m và mang điện tích ngun tố 19 10.6,1 − −=e C và được coi như điện tích điểm. Bên trong vật dẫn, electron chuyển động hồn tồn tự do. Chuyển động hướng của electron trong vật dẫn dưới ảnh hưởng của điện trường tạo nên dòng điện dẫn. Trong điện mơi, electron khơng thể chuyển động tự do. Nhưng cũng khơng liên hệ cố kết với ion, mà có thể dịch chuyển một chút dưới tác dụng của những lực bên ngồi. Ion mang điện tích âm hoặc dương cũng có thể dịch chuyển dưới tác dụng của điện trường. Nhưng ion có khối lượng lớn hơn electron nhiều nên di chuyển chậm. Trong điện trường biến đổi nhanh của sóng ánh sáng trong miền thấy được, ion hầu như khơng kịp dịch chuyển. Chỉ khi nào khảo sát trong miền hồng ngoại ta mới cần kể đến ảnh hưởng của ion. Những electron có khả năng dao động cưỡng bức với tần số ω của sóng điện từ trong vùng quang học gọi là electron quang học. Chúng là các electron lớp ngồi. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tán xạ Raman Mai Ngun Dũng- D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng 2 Các electron nằm trong lớp sâu, gần hạt nhân ngun tử, liên hệ chặt chẽ hơn với hạt nhân. Chúng chỉ có thể dao động với biên độ đáng kể khi tần số ω nằm vào vùng Rơngen. Lực của dao động cưỡng bức do điện từ trường tác dụng lên electron được gọi là lực Lorentx và bằng : eEf = 1 (1.1) Mặt khác electron vốn chịu một lực chuẩn đàn hồi, ràng buộc nó với hạt nhân rmkrf 2 12 ω −=−= (1.2) Trong đó k là hằng số chuẩn của lực đàn hồi, xác định tần số dao động riêng của electron theo hệ thức: mk / 1 = ω , r là độ lệch của electron ra khỏi vị trí cân bằng. Hằng số lực k phụ thuộc vào điện tích hạt nhân ngun tử, hoặc cấu trúc phân tử nên 1 ω là hồn tồn đặc trưng cho ngun tử, phân tử đã cho. Do electron dao động trở thành lưỡng cực dao động, bức xạ sóng điện từ thứ cấp. Lưỡng cực dao động cũng có thể va chạm với các phân tử xung quanh, truyền năng lượng dao động cho chúng. Sự bảo tồn năng lượng dao động vì phát sóng và vì va chạm tương đương với tác dụng của một lực hãm , 3 grf −= (1.3) g là gia tốc của electron khi dao động, kết quả là phương trình chuyển động của electron có dạng: eErgrmrm + ′ −−= ′′ 2 1 ω (1.4) Đặt ξ =mg / , gọi đó là hệ số tắt dần, ta được phương trình dao động của electron mEerrr /. 2 1 =+ ′ + ′′ ωξ (1.5) Phương trình (1.5) cùng với các giả thuyết của Lorentx là cơ sở cho việc giải các bài tốn tán sắc và hấp thụ ánh sáng. 1.1.3 Sợi quang Sợi quang gồm một lõi hình trụ bằng thuỷ tinh có chiết suất 1 n , bao quanh lõi là một lớp vỏ phản xạ đồng tâm với lõi. Lớp vỏ có chiết suất 2 n ( 2 n < 1 n ). Sợi quang có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Nếu phân loại theo sự thay đổi chiết suất của lõi sợi thì sợi quang được chia thành hai loại. Loại sợi có chiết THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tán xạ Raman Mai Ngun Dũng- D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng 3 suất đồng đều ở lõi được gọi là sợi quang chiết suất bậc. Loại sợi có chỉ số chiết suất ở lõi giảm dần từ tâm lõi ra tới lớp tiếp giáp giữa lõi và vỏ phản xạ được gọi là sợi có chiết suất Gradient (GI-Graded Index). Nếu phân chia theo mode truyền dẫn thì có loại sợi quang đa mode và sợi đơn mode. Sợi đa mode cho phép nhiều mode truyền dẫn trong nó còn sợi đơn mode chỉ cho phép một mode truyền dẫn trong nó. (a) (b) (c) Hình 1.1 Cấu tạo của sợi quang (a) Sợi quang (b) Sợi chiết suất bậc (c) Sợi chiết suất giảm dần Một trong các vật liệu được sử dụng rộng rãi để chế tạo sợi quang hiện nay là silic dioxide SiO 2 . Mỗi ngun tử trong thuỷ tinh liên kết với các ngun tử khác theo cấu trúc tứ diện như hình 1.2. Trong đó mỗi ngun tử silic được bao quanh bởi bốn ngun tử Oxygen. Hình 1.2 Cấu trúc tứ diện của Silic dioxide trong thuỷ tinh Sợi quang cũng có thể được pha tạp với nhiều chất khác nhau để thay đổi chỉ số chiết suất. Ví dụ 2 GeO 52 OP được pha thêm vào để tăng chiết suất của lõi. Để giảm THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tán xạ Raman Mai Ngun Dũng- D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng 4 chiết suất của lõi, có thể sử dụng các vật liệu như là Boron (B) và Fluorine (F)…Ngồi ra một số chất khác như Eribium cũng được sử dụng trong các bộ khuyếch đại quang. 1.1.4 Q trình truyền ánh sáng trong sợi quang Suy hao Vận tốc truyền ánh sáng trong sợi quang nhỏ hơn vận tốc truyền ánh sáng trong chân khơng. Ký hiệu c là vận tốc truyền ánh sáng trong chân khơng, n là chiết suất của lõi sợi, khi đó vận tốc truyền ánh sáng trong sợi quang được tính theo cơng thức (1.6) n c v = , ( ) smc /10.3 8 = (1.6) Ánh sáng khi truyền dọc theo sợi sẽ bị suy hao. Ký hiệu α [1/m] là hệ số suy hao của sợi quang, 0 P là cơng suất đầu vào sợi quang, cơng suất đầu ra sợi quang có chiều dài L được tính theo cơng thức: L T ePP α − = 0 (1.7) Để tính tốn hệ số suy hao, đơn vị thường được sử dụng dB α [ ] kmdB / . Phương trình chuyển đổi đơn vị : [ ] m dB /1 1000 10ln 10         = α α (1.8) Cơng suất quang cũng thường được tính theo đơn vị là dBm thay cho Watt. Quan hệ giữa hai đơn vị này được biểu thị trong cơng thức (1.9). [ ] [ ]       = − W WP dBmP 3 10 10 log.10 (1.9) Tán sắc Tán sắc là hiện tượng dãn rộng xung ánh sáng khi truyền trong sợi quang. Tán sắc có nhiều loại như tán sắc mode, tán sắc màu và tán sắc mode phân cực. Tán sắc mode chỉ xảy ra trong sợi quang đa mode. Do các mode tốc độ lan truyền khác nhau nên thời gian truyền các mode là khác nhau, gây ra tán sắc mode. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Đồ án tốt nghiệp Đại học Chương 1. Tán xạ Raman Mai Ngun Dũng- D2001VT Học viện Cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng 5 Tán sắc màu được phân chia thành tán sắc vật liệu và tán sắc ống dẫn sóng. Tán sắc vật liệu xảy ra do sự phụ thuộc của chiết suất vào bước sóng. Tán sắc ống dẫn sóng xảy ra do ánh sáng truyền trong sợi khơng phải là ánh sáng đơn sắc, hằng số lan truyền β là hàm của bước sóng. Các thành phần bước sóng khác nhau có vận tốc nhóm khác nhau gây ra tán sắc ống dẫn sóng. Tán sắc màu có ảnh hưởng rất lớn đến hệ thống thơng tin quang. Tán sắc màu làm tăng ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang dẫn đến giới hạn về khoảng cách truyền dẫn trong hệ thống thơng tin quang. Loại sợi quang phổ biến nhất trên thế giới hiện nay sợi quang đơn mode tiêu chuẩn (theo khuyến nghị G.652 của ITU-T) SMF-28 TM có hệ số tán sắc: ( )       −≈ 3 4 00 4 λ λ λλ S D ,       kmnm ps . (1.10) Trong đó D là hệ số tán sắc, λ là bước sóng, 085.0 0 =S )./( 2 kmnmps là độ dốc tán sắc khơng, 0 λ bước sóng tán sắc khơng (ZDW). Tán sắc của loại sợi này được biểu diễn trên Hình 1.3 Hình 1.3 Hệ số tán sắc của sợi quang SMF-28 TM . Chiều dài hiệu dụng Khi một tín hiệu truyền dọc theo sợi quang, cơng suất tín hiệu bị giảm dần do suy hao. Tuy nhiên, trong thực tế có thể giả sử rằng cơng suất là hằng số trên một chiều dài THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN [...]... Brillouin, tán x Raman… Tuỳ thu c vào lo i v t ch t, ánh sáng, i u ki n mơi trư ng… mà m i lo i tán x x y ra khác nhau Tán x Rayleigh là q trình tán x àn h i, t n s ánh sáng tán x b ng t n s ánh sáng t i Tr ng thái c a các phân t v t ch t do tán x Rayleigh khơng thay i sau khi ánh sáng truy n qua Ngư c l i, tán x Brillouin và tán x Ramman là các q trình tán x khơng àn h i, các ngun t b kích thích khi... TUYẾN ih c Chương 1 Tán x Raman v i ánh sáng t i b ng v i t n s c a phonon Tán x Brilloin liên quan âm h c còn tán x Raman liên quan n các phonon n các phonon quang h c Do ó ánh sáng tán x Raman có m c d ch chuy n t n s l n hơn ánh sáng tán x Brilloin N u ánh sáng tán x có t n s nh hơn ánh sáng t i thì ánh sáng tán x q trình tán x ư c g i là tán x Stoke Ngư c l i, n u ánh sáng tán x có t n s l n hơn... ư c pha các h p ch t khác nhau ví d như P2 O5 , GeO2 thay i m t s tính ch t c a thu tinh như ch s chi t su t, h s tán s c Các ch t ph gia này cũng làm thay i quang ph tán x Raman c a s i thu tinh Hình 1.9- Quang ph tán x Raman c a các lo i thu tinh oxide ư c s d ng trong các s i quang Hình 1.9 th hi n quang ph tán x Raman c a các s i quang thu tinh oxide Thu tinh có thành ph n cơ b n là dioxide silic... Như các ph n trên ta th y, hi u ng tán x Raman là m t hi u ng dãn băng S thay i t n s quang tương ng v i t n s dao ng c a ngun t Tán x Raman nói chung và tán x Raman kích thích SRS nói riêng nh hư ng r t l n tin quang n h th ng thơng c bi t là h th ng WDM Trong h th ng ơn kênh, ánh sáng truy n trong s i quang ch có m t bư c sóng Tán x Raman làm phát sinh ánh sáng tán x có t n s nh hơn Cơng su t ngư... Chương 1 Tán x Raman c tính c a các hi u ng phi tuy n trong s i quang còn ch u nh hư ng c a nhi u tham s như cư ng c a tín hi u, chi u dài s i, kho ng cách gi a các kênh (trong h th ng WDM) 1.1.6 Tán x ánh sáng Khi ánh sáng truy n qua mơi trư ng v t ch t trong su t thì ph n l n ánh sáng truy n th ng và m t ph n nh s b tán x Mơi trư ng có th gây ra nhi u lo i tán x trong ó i n hình là tán x Rayleigh, tán. .. ng WDM tán x là ngun nhân gây nhi u gi a các kênh Tuy nhiên tán x Raman cũng ư c ng d ng trong các b khuy ch bư c sóng mà b khuy ch i quang Raman nh ng i quang EDFA khơng phù h p Hi u ng tán x Brilloin là ngun lý trong các b c m ng o nhi t mơi trư ng t i nh ng nơi mà b c m ng i n khơng phù h p T ns Hình 1.6 T n s c a ánh sáng tán x 1.1.7 Tán x Raman Tán x Raman ư c phân chia thành hai lo i: Tán x Raman... ng c a tán x Raman V i h th ng ơn kênh P th nh theo cơng th c: P th (SRS)= 16 Aeff (1.59) g R Leff Ánh sáng tán x Raman trong các h th ng ơn kênh cũng d dàng lo i b b i các b l c quang do chúng có kho ng d ch t n khá l n nh hư ng c a tán x Raman s tăng khi có hai hay nhi u hơn tín hi u quang truy n trong m t s i quang N u như hai kênh có kho ng cách t n s b ng úng d ch t n c a ánh sáng tán x , tín hi... u t i t n s cao s b suy hao và tín hi u t i t n s th p s chuy n ư c khu ch i Tín hi u t i t n s cao s óng vai trò là tín hi u bơm T l i cơng su t quang gi a hai kênh ph thu c vào t n s Stoke Vì r ng băng tán x Raman r t r ng nên hi u ng tán x Raman v n x y ra khi hai kênh cách nhau t i 13THz Hình 1.11 M u xung NRZ trong h th ng WDM hai kênh a )Tín hi u vào s i quang b )Tín hi u ra do nh hư ng c a SRS... / W ) và ánh sáng tín hi u Hình 1.10 nh hư ng c a tương quan phân c c gi a ánh sáng tín hi u và ánh sáng bơm Mai Ngun Dũng- D2001VT H c vi n Cơng ngh Bưu chính Vi n thơng 18 án t t nghi p 1.3 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ih c Chương 1 Tán x Raman nh hư ng c a tán x Raman kích thích trong thơng tin quang 1.3.1 nh hư ng c a SRS i v i h th ng ơn kênh Q trình truy n m t xung trong s i quang có th ư c mơ... ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN ih c Chương 1 Tán x Raman tán x Raman kích thích (SRS-Stimulated Raman Scattering) và tán x Brilloin kích thích (SBS-Stimulated Brilloin Scattering) Lo i th hai g m các hi u ng phi tuy n Kerr, sinh ra do s ph thu c c a chi t su t phi tuy n vào cư ng i n trư ng E Các hi u ng phi tuy n Kerr bao g m: SPM, XPM và FWM H u h t các hi u ng phi tuy n trong s i quang ó là s ph thu c c a cư ng

Ngày đăng: 25/04/2013, 16:08

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. Govind P.Agrawal, Nonlinear fiber optics, Academic Press, Inc, 1995 Khác
2. Govind P.Agrawal, Fiber optic communications system, John Wiley &amp; Son, Inc, 2000 Khác
3. G. Van Simaeys, Philippe Emplit, IEEE, Unified description of stimulated-Raman- scattering and four-wave mixing in wavelength-division-multiplexed systems, IEEE Photon, December 1996 Khác
4. Chirstopher M. McIntosh, Alexandra G. Grandpierre, Dematrios N. Christodoulide, Eliminating SRS Channel Depletion in Massive WDM Systems via Optical Filtering Techniques, IEEE Photonics Tech. Letters, Vol. 13, No. 4, April 2001 Khác
5. Mohammed N. Islam, Raman Amplifiers for Telecommunications, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 8, No. 3, May/June 2002 Khác
6. Hoàng duy Hân, Nghiên cứu các hiệu ứng phi tuyến trong sợi quang, Đồ án tốt nghiệp khoá 45, Đại học bách khoa Hà Nội Khác
7. Nguyễn vĩnh Nam, Vũ văn San, Trần thị thuỷ Bình, Võ đức Hùng, Trần hoàng Diệu, Đỗ thị Nhàn, Nghiên cứu ảnh hưởng của các hiệu ứng phi tuyến tới chất lượng truyền dẫn trong thông tin quang, Đề tài 13-2000-HV-R-DT, Viện khoa học kỹ thuật bưu điện Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.2 Cấu trúc tứ diện của Silic dioxide trong thuỷ tinh - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.2 Cấu trúc tứ diện của Silic dioxide trong thuỷ tinh (Trang 8)
Hình 1.2 Cấu trúc tứ diện của Silic dioxide trong thuỷ tinh - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.2 Cấu trúc tứ diện của Silic dioxide trong thuỷ tinh (Trang 8)
Hình 1.5 Quá trình tán xạ ánh sáng - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.5 Quá trình tán xạ ánh sáng (Trang 14)
Giản đồn ăng lượng của quá trình tán xạ Raman được thể hiện trên Hình 1.7. Electron sẽ chuyển từ trạng thái khởi đầu (trạng thái cơ bản) lên trạng thái ảo (tr ạ ng  thái kích thích) khi hấp thụ một photon cĩ năng lượng bằng hiệu năng lượng giữa trạng  thá - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
i ản đồn ăng lượng của quá trình tán xạ Raman được thể hiện trên Hình 1.7. Electron sẽ chuyển từ trạng thái khởi đầu (trạng thái cơ bản) lên trạng thái ảo (tr ạ ng thái kích thích) khi hấp thụ một photon cĩ năng lượng bằng hiệu năng lượng giữa trạng thá (Trang 16)
Hình 1.7 Giản đồ năng lượng quá trình tán xạ Raman. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.7 Giản đồ năng lượng quá trình tán xạ Raman (Trang 16)
Hình 1.10 Ảnh hưởng của tương quan phân cực giữa ánh sáng tín hiệu và ánh sáng bơm.  - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.10 Ảnh hưởng của tương quan phân cực giữa ánh sáng tín hiệu và ánh sáng bơm. (Trang 23)
Hình 1.10 Ảnh hưởng của tương quan phân cực  giữa ánh sáng tín hiệu và ánh sáng bơm. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.10 Ảnh hưởng của tương quan phân cực giữa ánh sáng tín hiệu và ánh sáng bơm (Trang 23)
Hình 1.12 Sự phụ thuộc số kênh tối đa theo chiều dài tuyến truyền dẫn Trong hệ thống WDM với rất nhiều kênh, xác suất tất cả các kênh  đề u truy ề n bit  “1” đồng thời rất thấp - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.12 Sự phụ thuộc số kênh tối đa theo chiều dài tuyến truyền dẫn Trong hệ thống WDM với rất nhiều kênh, xác suất tất cả các kênh đề u truy ề n bit “1” đồng thời rất thấp (Trang 29)
Hình 1.12 Sự phụ thuộc số kênh tối đa theo chiều dài tuyến truyền dẫn  Trong hệ thống WDM với rất nhiều kênh, xác suất tất cả các kênh  đều truyền bit - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.12 Sự phụ thuộc số kênh tối đa theo chiều dài tuyến truyền dẫn Trong hệ thống WDM với rất nhiều kênh, xác suất tất cả các kênh đều truyền bit (Trang 29)
Hình 1.14- Công suất đầu ra chuẩn hoá của hệ thống WDM trên khi sử dụng hai  nguồn bơm với  λ P 1 = 1422 nm , λ P 2 = 1448 nm , P P 1 = 28 - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 1.14 Công suất đầu ra chuẩn hoá của hệ thống WDM trên khi sử dụng hai nguồn bơm với λ P 1 = 1422 nm , λ P 2 = 1448 nm , P P 1 = 28 (Trang 32)
Sơ đồ thí nghiệm dùng để đo công suất ngưỡng của tán xạ Raman kích thích được  chỉ ra trên hình (1.18) - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Sơ đồ th í nghiệm dùng để đo công suất ngưỡng của tán xạ Raman kích thích được chỉ ra trên hình (1.18) (Trang 35)
Hình 2.1- Bộ lặp điện. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.1 Bộ lặp điện (Trang 37)
Hình 2.1- Bộ lặp điện. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.1 Bộ lặp điện (Trang 37)
Hình 2.5- Khuyếch đại Raman sử dụng nhiều ánh sáng bơm. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.5 Khuyếch đại Raman sử dụng nhiều ánh sáng bơm (Trang 44)
Hình 2.4- Nguyên lý bơm thuận và bơm ngược. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.4 Nguyên lý bơm thuận và bơm ngược (Trang 44)
Hình 2.5- Khuyếch đại Raman sử dụng nhiều ánh sáng bơm. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.5 Khuyếch đại Raman sử dụng nhiều ánh sáng bơm (Trang 44)
Hình 2.4- Nguyên lý bơm thuận và bơm ngược. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.4 Nguyên lý bơm thuận và bơm ngược (Trang 44)
Phổ khuyếch đại Raman đã được trình bày ở hình 1.8. Hệ số khuyếch đại Raman - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
h ổ khuyếch đại Raman đã được trình bày ở hình 1.8. Hệ số khuyếch đại Raman (Trang 45)
Hình 2.6 Hiệu suất khuyếch đại Raman ( g R / A eff ) cho các   loại sợi quang khác nhau - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.6 Hiệu suất khuyếch đại Raman ( g R / A eff ) cho các loại sợi quang khác nhau (Trang 45)
Hình 2.7- Sự thay đổi của hệ số khuyếch đại Go theo cơng suất Po trong bộ khuyếch đại Raman 1.3 km với ba giá trị   - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.7 Sự thay đổi của hệ số khuyếch đại Go theo cơng suất Po trong bộ khuyếch đại Raman 1.3 km với ba giá trị (Trang 47)
Hình 2.7- Sự thay đổi của hệ số khuyếch đại Go theo công suất Po   trong bộ khuyếch đại Raman 1.3 km với ba giá trị - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.7 Sự thay đổi của hệ số khuyếch đại Go theo công suất Po trong bộ khuyếch đại Raman 1.3 km với ba giá trị (Trang 47)
Hình 2.9 Làm bằng phẳng phổ khuyếch đại Raman bằng cách sử - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.9 Làm bằng phẳng phổ khuyếch đại Raman bằng cách sử (Trang 52)
Hình 2.9 Làm bằng phẳng phổ khuyếch đại Raman bằng cách sử  dụng nhiều nguồn bơm. Tần số và công suất sóng bơm được chỉ ra ở bên phải - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.9 Làm bằng phẳng phổ khuyếch đại Raman bằng cách sử dụng nhiều nguồn bơm. Tần số và công suất sóng bơm được chỉ ra ở bên phải (Trang 52)
Hình 2.10- Khuyếch đại tập trung (a) và khuyếch đại phân bố (b). - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.10 Khuyếch đại tập trung (a) và khuyếch đại phân bố (b) (Trang 54)
Hình 2.10- Khuyếch đại tập trung (a) và khuyếch đại phân bố (b). - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.10 Khuyếch đại tập trung (a) và khuyếch đại phân bố (b) (Trang 54)
Hình 2.11- Cơng suất tín hiệu trong hệ thống sử dụng DRA - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.11 Cơng suất tín hiệu trong hệ thống sử dụng DRA (Trang 55)
Hình 2.11- Công suất tín hiệu trong hệ thống sử dụng DRA - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.11 Công suất tín hiệu trong hệ thống sử dụng DRA (Trang 55)
Hình 2.13- Tăng ích của bộ khuyếch đại Raman tập trung. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.13 Tăng ích của bộ khuyếch đại Raman tập trung (Trang 57)
Hình 2.12- Khuyếch đại Raman tập trung. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.12 Khuyếch đại Raman tập trung (Trang 57)
Hình 2.13- Tăng ích của bộ khuyếch đại Raman tập trung. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.13 Tăng ích của bộ khuyếch đại Raman tập trung (Trang 57)
Hình 2.12- Khuyếch đại Raman tập trung. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.12 Khuyếch đại Raman tập trung (Trang 57)
Hình 2.15- Hệ thống thử nghiệm SLRA của A. Puc. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.15 Hệ thống thử nghiệm SLRA của A. Puc (Trang 59)
Hình 2.15- Hệ thống thử nghiệm SLRA của A. Puc. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.15 Hệ thống thử nghiệm SLRA của A. Puc (Trang 59)
Hình 2.16- Khuyếch đại quang lai ghép EDFA/Raman. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.16 Khuyếch đại quang lai ghép EDFA/Raman (Trang 60)
Hình 2.16- Khuyếch đại quang lai ghép EDFA/Raman. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.16 Khuyếch đại quang lai ghép EDFA/Raman (Trang 60)
Hình 2.17- Khuyếch đại quang trong hệ thống DWDM đa băng. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.17 Khuyếch đại quang trong hệ thống DWDM đa băng (Trang 61)
Hình 2.18- Hệ thống WDM tồn Raman. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.18 Hệ thống WDM tồn Raman (Trang 61)
Hình 2.17- Khuyếch đại quang trong hệ thống DWDM đa băng. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.17 Khuyếch đại quang trong hệ thống DWDM đa băng (Trang 61)
Hình 2.18- Hệ thống WDM toàn Raman. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 2.18 Hệ thống WDM toàn Raman (Trang 61)
Hình 3.1- Lưu đồ thuật tốn tính hằng số lan truyền sĩng. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.1 Lưu đồ thuật tốn tính hằng số lan truyền sĩng (Trang 65)
Hình 3.1- Lưu đồ thuật toán tính hằng số lan truyền sóng. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán tính hằng số lan truyền sóng (Trang 65)
Hình 3.3- Lưu đồ hàm gama tính tốn hệ số phi tuyến. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.3 Lưu đồ hàm gama tính tốn hệ số phi tuyến (Trang 66)
Hình 3.2- Lưu đồ thuật tốn tính gần đúng giá trị khuyếch đại Raman. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.2 Lưu đồ thuật tốn tính gần đúng giá trị khuyếch đại Raman (Trang 66)
Hình 3.2- Lưu đồ thuật toán tính gần đúng giá trị khuyếch đại Raman. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán tính gần đúng giá trị khuyếch đại Raman (Trang 66)
Hình 3.3- Lưu đồ hàm gama tính toán hệ số phi tuyến. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.3 Lưu đồ hàm gama tính toán hệ số phi tuyến (Trang 66)
Hình 3.4- Lưu đồ thuật tốn mơ phỏng sự tạo thành sĩng Stoke ở độ dịch tần df và sự khuyếch đại sĩng Stoke gây ra bởi SRS - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.4 Lưu đồ thuật tốn mơ phỏng sự tạo thành sĩng Stoke ở độ dịch tần df và sự khuyếch đại sĩng Stoke gây ra bởi SRS (Trang 67)
Hình 3.4- Lưu đồ thuật toán mô phỏng sự tạo thành sóng Stoke ở độ dịch tần df  và sự khuyếch đại sóng Stoke gây ra bởi SRS - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.4 Lưu đồ thuật toán mô phỏng sự tạo thành sóng Stoke ở độ dịch tần df và sự khuyếch đại sóng Stoke gây ra bởi SRS (Trang 67)
Hình 3.5- Lưu đồ thuật tốn tính cơng suất ban đầu của sĩng Stoke. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.5 Lưu đồ thuật tốn tính cơng suất ban đầu của sĩng Stoke (Trang 68)
Hình 3.5- Lưu đồ thuật toán tính công suất ban đầu của sóng Stoke. - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.5 Lưu đồ thuật toán tính công suất ban đầu của sóng Stoke (Trang 68)
Hình 3.9- Phổ (a) và dạng trên miền thời gian (b) của sĩng bơm với các thơng số 100 - ỨNG DỤNG TÁN XẠRAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI  TÍN HIỆU QUANG
Hình 3.9 Phổ (a) và dạng trên miền thời gian (b) của sĩng bơm với các thơng số 100 (Trang 72)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w