Thiết kế bộ lọc cộng hưởng ghép hướng cho hệ wdm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BK TPHCM HỒ THỊ KIM HOÀNG LỌC BĂNG THÔNG CỘNG HƯỞNG GHÉP HƯỚNG CHO HỆ WDM DIRECT COUPLED RESONATORS BANDPASS FILTERS FOR WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING SYSTEMS CHUYEÂN NGÀNH MÃ SỐ NGÀNH : KỸ THUẬT VÔ TUYẾN ĐIỆN TỬ : 2.07.01/07 LUẬN VĂN THẠC SĨ TPHCM tháng 11-2003 LỜI CẢM ƠN Chân thành gửi lời cảm ơn đến Tiến Só Vũ Đình Thành tận tình hướng dẫn đóng góp ý kiến quý báu giúp hoàn thành luận văn Chân thành cảm ơn thầy, cô trường Đại Học Bách Khoa TPHCM tận tình giảng dạy giúp đỡ thời gian theo học trường Gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp động viên tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian làm luận văn Chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cha mẹ người thân - Hồ Thị Kim Hoàng - Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Chương 0: LỜI NÓI ĐẦU Chương 0: Lời nói đầu Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Kỹ thuật WDM Truyền thông sử dụng rộng rãi kỹ thuật quang, sóng mang dựa vào vùng phân lớp quang (Hình 1) Việc điều chế sóng cho phép truyền tín hiệu tương tự số lên đến vài GHz Gbits/s tần số sóng mang cao, tiêu biểu 192 to 196 THz (tia tử ngoại) Thật ra, tốc độ bit gia tăng cao cách sử dụng nhiều sóng mang truyền độc lập (ảnh hưởng không đáng kể) sợi cáp Hình 1: Grating cho quang phổ (kích thước lớn hơn) WDM (kích thước nhỏ hơn) Điều hiển nhiên tần số phù hợp với bước sóng khác Kỹ thuật gọi phân chia đa tần số (FDM) phân chia đa bước sóng (WDM) WDM thường dùng nhiều hơn; FDM dùng riêng cho khoảng tần số hẹp (ít 50 GHz tương ứng với 0.4 nm) Với WDM phát nguồn kép với chiều dài sóng khác λ1, λ2, …, λn thành sợi quang Sau truyền sợi quang, tín hiệu λ1, λ2, …, λn phân biệt theo tách sóng khác đầu sợi quang (Hình 2) Tín hiệu truyền xen kẽ thành phần đầu vào từ nguồn khác vào sợi quang với tổn hao – trình ghép đa thành phần Các thành phần độc lập với chiều dài sóng trình tách kênh Ghép kênh thay kết nối quang đơn giản, tổn hao đường truyền gia tăng λ1 Hình 2: WDM bước sóng bị nhiễu xạ vào sợi quang sau nhiễu xạ đầu cuối Chương 0: Lời nói đầu λ2 λ3 Hình 3: Nguyên lý tích hợp nhiễu xạ cách tử quang bước sóng λ1, λ2, …, λn Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Nguyên lý ghép kênh nhiễu xạ lưới quang Bước sóng λ1, λ2, λ3 truyền từ nhiều hướng khác nhau, bị nhiễu phương truyền vào đường truyền sóng đơn Các mãng lưới ống dẫn sóng thiết kế làm tăng hiệu việc tách kênh Được thiết kế năm 1990 Takahashi thành viên khác Nhật, Mỹ Họ tăng đường truyền quang khác thành phần nhiễu xạ việc sử dụng ống dẫn sóng tương tự cấu trúc hình thang Michelson Điểm thuận lợi khoảng cách kênh nhỏ Điểm bất lợi phạm vi trải phổ nhỏ nhiều giới hạn tổng số kênh bị nhiễu xuyên âm tầng gần Cách tử quang Bragg gọi Bragg grating Kỹ thuật grating sử dụng lọc băng thông hẹp Nó cần thiết cho việc sử dụng grating chiều dài sóng Lịch sử WDM Khái niệm ghép đa quang mẽ Hãy quay lại lịch sử năm 1958, tạp chí IEEE R T Denton T S Kinsel đề cập đến vấn đề Khoảng 20 năm sau, Các nhà thí nghiệm đưa ghép đa kênh từ nhiều phòng thí nghiệm khác nhau, chủ yếu U.S., Nhật châu u Bắt đầu nghiên cứu gratings vào năm 1965 Các thành viên nhóm tham gia phát triển gratings theo quang hình vào năm 1967 Jobin Yvon Thời điểm này, ứng dụng phổ quang học, ý kiến ứng dụng khác thông tin quang Chỉ nhận điều sau hội thảo năm 1973 Summer School in Electromagnetism Centre National d'Études des Quá trình truyền thông Lannion (Pháp) ống dẫn sóng hệ thống thông tin quang Chẳng sau đó, phát triển kỹ thuật nối quang grating vào năm 1974, thành phần dùng quang phổ không tìm thấy ứng dụng thông tin quang Tại thời điểm việc truyền thông tin quang trở nên vấn đề cấp bách cần giải Năm 1980, kỹ thuật thật phát triển mạnh, đời cấu hình Stimax Từ trở đi, nhà nghiên cứu lọc kỹ thuật grating thực để có tổn hao thấp hơn, ảnh hưởng phân cực thâùp hơn, ảnh hưởng nhiễu xuyên âm thấp cho phép truyền hai hướng với nhiều kênh Trong hệ thống WDM nay, đặc trưng khoảng cách kênh nhỏ tốc độ bít cao, việc chọn lựa lọc băng thông để thực chức điều cần thiết lọc kênh add-drop, lọc chọn kênh, lọc phân kênh, lọc đa kênh Chương 0: Lời nói đầu Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành interleave Một số để thực cho hệ thống kênh đơn, số khác dùng cho nhiều kênh Các tính yêu cầu: Quá trình chọn lọc cao (phân biệt hai kênh liền nhau) Khả loại bỏ băng tần cao Nhiễu xuyên kênh kênh gần thấp Đáp ứng băng thông phẳng Tổn hao thấp Điểm thuận lợi sử dụng lọc quang Tần số sóng mang cao (khoảng 200THz) Băng tần rộng (vài THz) thích nghi với số lượng lớn kênh truyền thông Kích thước vật lý nhỏ Tổn hao đường truyền thấp Không ảnh hưởng trường điện Giới hạn đặc tính tán xạ Bộ lọc quang dựa vào biên độ pha tín hiệu truyền thông Đề kỹ thuật tổng hợp lọc băng thông với cascading Fabry – Perot cavities Trong luận văn này, dùng kỹ thuật lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng (thiết kế lọc quang hốc cộng hưởng Fabry Perot, Fiber Bragg Grating) Nội dung chia làm chương: Chương 1: Lý thuyết trường điện từ đặc tính sợi quang Giới thiệu khái niệm, định nghóa lý thuyết trường điện, mode truyền sóng siêu cao tần Giới thiệu tính đặc tính sợi quang Chương 2: Các lọc quang cho hệ WDM Giới thiệu tính lọc quang ứng dụng hệ WDM Một số lọc phổ biến cho hệ WDM Chương 3: Fiber Bragg Grating Fabry Perot Nguyên lý hoạt động, tính ứng dụng hai loại lọc Chương 4: Thiết kế FBG theo lý thuyết sóng ghép Giới thiệu lý thuyết sóng ghép Thiết kế Fiber Bragg Grating theo phương pháp Chương 5: Xung lan truyền cấu trúc cộng hưởng ghép hướng Chương 0: Lời nói đầu Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Giới thiệu thông số cần thiết kế xung lan truyền cho cấu trúc cộng hưởng ghép hướng Chương 6: Kỹ thuật thin – film cấu trúc đa lớp Giới thiệu đặc tính phản xạ, đặc tính truyền cấu trúc đa lớp Quá trình thiết kế hệ sử dụng kỹ thuật thin – film Các ứng dụng cho kỳ thuật Chương 7: Chương trình mô Chức toán thiết kế Các kết mô số kết tham khảo trình bày báo Chương 8: Hướng phát triển đề tài Chương 9: Phụ lục Danh sách tài liệu trang Web Site tham khảo Danh sách hàm chương trình mô Các tài liệu cần tham khảo hổ trợ cho kỹ thuật thực để thiết kế toán luận văn Các báo chứa kết so sánh Chương 0: Lời nói đầu Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành ABSTRACT Technology of wavelength division multiplexing Telecommunications make wide use of optical techniques where the carrier wave belongs to the classical optical domain (Hình 1) The wave modulation allows transmission of analog or digital signals up to a few GHz or Gbits/s on a carrier's very high frequency, typically 192 to 196 THz (infrared) In fact, the bit rate can be increased further by using several carrier waves that are propagating without significant interaction on the same cable It is evident that each frequency corresponds to a different wavelength This technique could be named either Frequency Division Multiplexing (FDM) or Wavelength Division Multiplexing (WDM) The latter term is more often used; the first term is generally reserved for very close frequency spacings (typically less than 50 GHz corresponding to 0.4 nm) The terminology is not set in concrete With wavelength division multiplexing it is possible to couple sources emitting at different wavelengths λ1, λ2, …, λn into the same optical fiber After transmission on the fiber, the λ1, λ2, …, λn signals can be separated toward different detectors at the fiber extremity (Hình 2) The component at the entrance must inject the signals coming from the different sources into the fiber with minimum losses-this is the multiplexer The component separating the wavelengths is the demultiplexer The multiplexer may be replaced by a simple optical coupler, but losses will increase For the multiplexing (or separation) of wavelengths, interference filters or gratings can be used However, wavelength division multiplexers using interference filters cannot be used when the number of channels is too high or when the wavelengths are too close The main advantage of the grating is the simultaneous diffraction of all wavelengths and so it is possible to construct simple devices with a very large number of channels (with the exception of fiber gratings) Principle of multiplexing by diffraction on an optical grating Wavelengths lamda 1, lamda2, lamda3, coming from different directions, are diffracted in the same direction into a single transmission line The arrayed waveguide grating was designed to increase the resolving power, i.e., the fine splitting of the wavelengths It was proposed around 1990 by Takahashi and others in Japan, and Dragone and others in the U.S They increased the optical path difference between the diffracting elements by using a waveguide structure equivalent to the well-known Michelson Chương 0: Lời nói đầu Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành echelon gratings in classical optics The advantage is a smaller channel spacing The disadvantages are a much smaller free spectral range that will limit the total number of channels and near-end crosstalk that affects bidirectionality A fiber grating is made by recording a Bragg grating in the core of single-mode fiber made photosensitive by doping with, for example, germanium This grating can be used as an narrowband filter It is necessary to use one grating per wavelength So there is some limitation to the number of channels that can be obtained with these devices This thesis is used a technique of selective bandpass filters for wavelength division multiplexing (WDM) systems is presented Proposed technique to design Fiber Bragg Grating and resonator Fabry Perot cavities This documentation is divided into parts: Chapter 1: Electro-Magnetic fields theory and fiber properties Chapter 2: Optical filters for WDM systems Chapter 3: Fiber Bragg Grating and Fabry Perot Filters Chapter 4: Design FBG according to the coupled – wave theory Chapter 5: Pulse propagation in direct coupled resonator optical structures Chapter 6: Thin – film technology for multilayer structures Chapter 7: Simulation program Chapter 8: Development for this thesis Chapter 9: Appendix Chương 0: Lời nói đầu Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành MỤC LỤC Trang Chương 0: Lời nói đầu 0.1: Kỹ thuật WDM 0.2: Lòch sử WDM 0.3: Abstract - Chương 1: Lý thuyết trường điện từ đặc tính sợi quang 1.1: Lý thuyết trường điện từ - 1.1.1: Phương trình Maxwell 1.1.2: Điều kiện biên 11 1.2: Đặc tính sợi quang 13 1.2.1: Sợi quang 13 1.2.2: Các sóng quang Hybrid Các mode sóng - 15 1.3: Giới thiệu đặc tính sợi quang 20 Chương 2: Các lọc quang cho heä WDM 22 2.1: Ghép kênh phân chia theo bước sóng 23 2.2: Loïc quang phân chia theo bước sóng - 25 2.3: Các loại lọc quang phổ biến - 30 2.4: Các loại lọc phổ biến cho hệ WDM 35 Chương 3: Fiber Bragg Grating cộng hưởng Fabry Perot - 41 3.1: Fiber Bragg Grating - 42 3.1.1: Giới thiệu 42 Mục lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 147 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Chương 8: HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Chương 8: Hướng phát triển đề tài Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Trang 148 Việc thực toán luận văn ‘nhỏ bé’ so với tồn hệ WDM Theo từ tài liệu tham khảo (trên Internet), vài điều cần thể (theo ý kiến tác giả) sau: Cascaded Rings Cộng hưởng vòng gần trở nên phổ biến phạm vi chọn lọc lọc cho hệ thống WDM - - Xác định hàm truyền mạch vòng theo Fabry-Perot cavity (4 port input – output riêng biệt thay thành port) Điều có nghóa tín hiệu phản xạ tách biệt với tín hiệu đầu vào Xác định hệ số kép cq = - 2K q K q2 + trường hợp không tổn hao c2q + r2q = 1, Lrq = 2Lq Điều kiện chiều dài mạch vòng: Lrq ∫ neff ( R)ds = cM q f0 P1 P3 Lr1 C1 Lr2 C2 LrN -C3 CN CN+1 P2 P4 Loc bang thong cong huong cascaded - ring Cộng hưởng động ánh sáng hốc Fabry Perot nh sáng động hốc Fabry Perot với chiều dài khác tần số laser input phân tích với điều kiện xác cho cộng hưởng theo mong muốn Độ mạnh cộng hưởng dựa thời gian truyền ánh sáng hốc hiệu ứng Doppler dịch chuyển kiếng Nó hốc đáp ứng thay đổi chiều dài maximum tần số thay đổi với tích FSR hốc Hốc Fabry Perot, cộng hưởng quang, dùng chung cho tần số với độ xác cao khoảng cách đo Chương 8: Hướng phát triển đề tài Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Trang 149 Thời gian truyền ánh sáng thông thường hốc phạm vi phổ trống hốc (FSR) xác định sau: ω FSR = π / T T = L / c, a2 a a1 ε Em b ε xb xa E E’ L Hình 1: Vị trí gương thành phần trường hốc Fabry - Perot Các thông số cần xác định: - Đáp ứng hàm truyền Sự biến thiên trường E H bên hốc cộng hưởng động Điều kiện cộng hưởng động với cấu trúc hốc xác định trước Giản đồ Bode Tóm lại, thông số chứa vùng cộng hưởng ánh sáng hốc Fabry Perot chí chiều dài hốc tần số laser bị thay đổi Trong trường hợp cộng hưởng động này, thay đổi tần số laser thay đổi chiều dài hốc có quy luật khác trái với cộng hưởng tónh, chúng WDM tương lai WDM thực 131 kênh Chúng ta tự nghó cần thêm nhiều kênh thực với 3000 kênh tích hợp cho hệ WDM Hiện nay, tìm nguồn đủ ổn định cho 32 bước sóng nhiều 50GHz Ta cần xác định số bước sóng, khoảng cách nhỏ hơn, ổn định với số kênh lớn Chương 8: Hướng phát triển đề tài Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 150 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Chương 9: PHỤ LỤC Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 151 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dương Hoàng Thái, ‘Tính toán phân bố trường quanh đường truyền vi dãi dùng phép phân tích miền phổ’, Thư viện cao học, 2002 [2] Đỗ Văn Việt Em, ‘Kỹ thuật ghép kênh theo bước sóng’, Thư viện cao hoïc, 2003 [3] Supriyo Sinha and Karel ‘Double K’ Edward Urbanek, ‘Properties and implementation of acousto – optic superlattice tunable filters in fibers’, Ginzton Labs, Stanford, CA 94305 [4] Abhijit Chaudhari, ‘Optical filters in Wavelength Division Multiplexing’, California State University, Northridge, CA [5] Harry J R Dutton, Understanding Optical Communications, International [6] Không rõ tên tác giả, download từ trang ‘Optical resonator Fabry Perot Filter Theory’, © S.O Kasap, Optoelectronics, Prentice Hall, 1999 [7] Sophocles J Orfanidis, Electromagnetic Waves and Antennas, ECE Department Rutgers University, NJ 08854-8058, 11/24/02 Technical Support Organization, SG24-5230-00, Printed in the U.S.A [7.1] S E Miller, ‘Coupled Wave Theory and Waveguide Applications’, Bell Syst Tech J., 33, 661 (1954) [7.2] M McCall, ‘On the Application of Coupled Mode Theory for Modeling Fiber Bragg Gratings’, J.Lightwave Technol., 18, 236 (2000) [7.3] H Kogelnik and C V Shank, ‘Coupled-Wave Theory of Distributed Feedback Lasers’, J Appl Phys.,43, 2327 (1972) [7.4] R Kashyap, Fiber Bragg Gratings, Academic Press, San Diego, CA, 1999 [7.5] O.S Heavens, Optical Properties of Thin Solid Films, Butterworths Scientific Publications, London,1955, and Dover Publications, NewYork, 1991 [7.6] H.A Macleod, Thin-Film Optical Filters, American Elsevier, New York, 1969 [7.7] M Born and E Wolf, Principles of Optics, 6th ed., Pergamon Press, 1980 [7.8] F Abel`es, ‘Recherches sur la Propagation des Ondes Electromagnetiques Sinusoidales dans les Milieux Stratifi´es’, Ann Physique, Ser.12, 5, 596 (1950) and Part II, p.706 Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 152 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thaønh [7.9] K Sato, et al., ‘Measurement of the Complex Refractive Index of Concrete at 57.5 GHz’, IEEE Trans.Antennas Propagat., AP-44, 35 (1996) [7.10] P St J Russell, S Tredwell, and P J Roberts, ‘Full Photonic Bandgaps and Spontaneous Emission Control in 1D Multilayer Dielectric Structures’, Optics Commun., 160, 66 (1999) [7.11] S V Kartalopoulos, ‘Introduction to DWDM Technology’, IEEE Press, New York, 2000 [7.12] E M Dowling and D L MacFarlane, ‘Lightwave Lattice Filters for Optically Multiplexed Communication Systems’, J Lightwave Technol., 12, 471 (1994) [7.13] C Madsen and J Zhao, Optical Filter Design and Analysis: A Signal Processing Approach, Wiley, New York, 1999 [7.14] Y Fink, J N Winn, S Fan, C Chen, J Michel, J D Joannopoulos, and E L Thomas, ‘A Dielectric Omnidirectional Reflector’, Science, 282, 1679 (1998) [7.15] D N Chigrin, A V Lavrinenko, D A Yarotsky, and S V Gaponenko, ‘Observation of Total Omnidirectional Reflection from a One-Dimensional Dielectric Lattice’, Appl Phys A, 68, 25 (1999) [7.16] R S Langley, N S Bardell, and P M Loasby, ‘The Optimal Design of NearPeriodic Structures to Minimize Vibration Transmission and Stress Levels’, J Sound and Vibration, 207, 627 (1997) [7.17] Z Liu, X Zhang, Y Mao, Y Y Zhu, Z Yang, C T Chang, and P Sheng, ‘Locally Resonant Sonic Materials’, Science, 289, 1734 (2000) [7.18] D Marcuse, Light Transmission Optics, 2nd ed., Van Nostrand Reinhold, New York, 1982 [7.19] A Yariv, Optical Electronics, 3d ed., Holt, Rinehart, and Winston, Inc., New York, 1985 [7.20] C Elachi, ‘Waves in Active and Passive Periodic Structures: A Review’, Proc IEEE, 64, 1666 (1976) [7.21] S J Orfanidis, Optimum Signal Processing, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, 1988 [7.22] W-K Chen, Broadband Matching, World Scientific, Singapore, 1988 [7.23] I Schur, ‘On Power Series which are Bounded in the Interior of the Unit Circle, I and II’, in I Schur Methods in Operator Theory and Signal Processing, Operator Theory: Advances and Applications, vol.18, I Gohberg, ed., Birkhauser, Boston, 1986 Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 153 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành [7.24] C S Gledhill and A M H Issa, ‘Exact Solutions of Stepped Impedance Transformers Having Maximally Flat and Chebyshev Characteristics’, IEEE Trans Microwave Theory Tech., MTT-17, 379 (1969) [7.25] G L Matthaei, L Young, and E M T Jones, Microwave Filters, Impedance Matching Networks, and Coupling Structures, Artech House, Dedham, MA, 1980 [7.26] R E Collin, ‘Theory and Design of Wide-Band Multisection Quarter-Wave Transformers’, Proc IRE, 43, 179 (1955) [7.27] Vũ Đình Thành, Mạch Siêu Cao Tần, Nhà xuất khoa học kỹ thuaät, 1997 [8] Andrea Melloni, Francesco Morichetti and Mario Martinelli, ‘Linear and nonlinear pulse propagation in coupled resonator slow – wave optical structures’, ©2002 Kluwer Academic Publishers, Printed in the Netherland [8.1] L Brillouin, Wave propagation and group velocity, Academic Press, New York,1960 [8.2] L.V.Hau, S.E.Harris, Z.Dutton and C.H.Behroozi, ‘Light speed reduction to 17meters per second in an ultracold atomic gas’, Nature (London) 397, 594598 (1999) [8.3] J.R.Pierce, ‘Travelling-wave tubes’, D.van Nostrand Company, Inc., Princeton, N.J., 1950 [9] Andrea Melloni and Mario Martinelli, ‘Synthesis of Direct – Coupled – Resonators bandpass filters for WDM systems’, Journal of Lightwave Technology, Vol 20, No 2, February 2002 [10] Shangping Guo, Tilted/Untilted FIBER BRAGG GRATING ANALYSIS, 1999 [11] Optima Research Ltd,GratingMod, Ickleton Road, Duxford, Cambs CB2 4XQ Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 154 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành MỘT VÀI TRANG WEBSITE THAM KHẢO Trang tra cứu tài liệu http://www.ece.org http://www.mwrf.com/globals/PlanetEE http://www.101science.com http://www.tatumlabs.com http://www.interscience.willey.com http://www.ill.fr http://www.optiwave.com http://www.optis_world.com http://www.geocities.com http://www.members.kabsi.at http://www.breault.com http://www.acmeoptics.com http://www.minerals.sk.ca http://www.redbooks.ibm Trang tham khaûo phần mềm mô http://www.ece.umd.edu http://www.qsl.net http://www.laacg.atdiv.lanl.gov http://www.sspectra.com http://www.sss_mag.com http://www.3m.com http://www.cord.com http://www.optics2001.com http://www.lfw.pennet.com http://www.cow.math.temple.edu Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 155 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Một vài phần mềm thiết kế hệ thống quang hieän OPTALIX ATMOS ADOS FEMLAB MODAS OPTIS ZEMAX IntelliWAVE FRESNEL LensVIEW FreeBPM Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 156 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành DANH SÁCH CÁC HÀM CỦA CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG Bài toán thiết kế FBG dgfbg : giao diện toán FBG dnthongso : định nghóa thông số đầu vào toán thiết kế hdfb14 : thiết kế DFB với dịch pha ¼ bước sóng hp3nein : cường độ electron ban đầu lưu thời gian tính toán hp4run : tính toán cho DFB không vẽ hp4runp : tính toán cho DFB vẽ hp5spont : tra cứu tốc độ tính toán phép ngẫu nhiên hp6plot : vẽ phổ với mode tương ứng hp7plot : vẽ phổ ngõ hp8plot : vẽ trường (field) hspont : tính toán cho lọc với trình cộng nhiễu hspontod : tính toán thông số ngõ hgrating : hiển thị mối tương quan trình truyền hphasebatch : vẽ phổ công suất 3D với trình quét pha cho bề mặt spec3D : tính toán vẽ dạng 3D hadvec : tính toán vẽ xung lan truyền horder : tính toán vẽ bậc FBG Bài toán thiết kế hốc cộng hưởng Fabry Perot dgfbr : giao diện cho toán Fabry Perot thongso : định nghóa thông số đầu vào cho toán FPR bkwrec : phương pháp đệ quy backward Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 157 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành chebtr : thiết kế dạng Chebyshev với phản xạ thấp truyền ¼ bước sóng fresnel : tính toán hệ số phản xạ Fresnel multidiel : đáp ứng phản hồi cấu trúc đa lớp n2r : chuyển đổi thành phần khúc xạ thành hệ số phản xạ omniband : băng thông phân cực r2n : chuyển đổi từ hệ số phản xạ thành thành phần khúc xạ hfbr1 : tính toán cho lần lọc FPR hfbr2 : tính toán cho hai lần lọc FPR hfbr3 : tính toán cho ba lần lọc FPR hfbr4 : tính toán cho bốn lần lọc FPR h521 : tính toán vẽ dạng sóng lớp chống phản xạ h532 : tính toán vẽ dạng sóng phản xạ h551 : tính toán vẽ đỉnh cộng hưởng cho FPR h722 : tính toán vẽ dạng sóng phản xạ TE TM h731 : tính toán vẽ phân cực cho TE TM h743 : tính toán vẽ phản xạ TE TM đa hướng h582 : vẽ dạng sóng Chebyshev Bài toán ngược dgslab : giao diện cho toán ngược hslab : tính toán thông số đầu vào cho Bragg Grating p5layer : vẽ lớp slab p7layer : chia Bragg thành lớp nhỏ p8calc : tính toán độ lợi tổn hao cho Bragg với lần search p9search : trình search với lớp có chiết suất (thành phần khúc xạ) gần p10relf : tính toán trị phản xạ gần với mode tương ứng Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 158 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành p11search : cập nhật giá trị search từ lần search p9search p12layer : tính toán thông số cho lớp chia nhỏ p13field : tính toán trường TE TM theo mode tương ứng p14far : tính toán trường xa p15kappa : ước lượng giá trị cho Bragg Grating horderd : tính toán vẽ dạng FBG với cấu trúc theo thứ tự hay không theo thứ tự group : tính toán vẽ dạng sóng tốc độ group Chương trình thiết kế lọc cho hệ WDM wdm : giao diện chương trình colotog : thay đổi màu cho figure about : giao diện giới thiệu toán thiết kế HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG CHƯƠNG TRÌNH Hoàn toàn dễ sử dụng biết từ khóa cho cửa sổ lệnh Matlab: >> wdm Khi cửa sổ chương trình xuất lúc chọn toán cần thiết kế cách click chuột vào toán Nhập thông số đầu vào cho toán lấy kết theo hộp thoại Lưu ý: Với việc thiết kế dạng sóng Chebyshev không thực với thông số có chiết suất giống Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 159 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành 9.TK1 TÀI LIỆU THAM KHẢO HỔ TR CHO THIẾT KẾ Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang 160 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành 9.TK2 CÁC BÀI BÁO CHỨA KẾT QUẢ SO SÁNH Chương 9: Phụ lục Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên học viên: Hồ Thị Kim Hoàng Phái : Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 19 – 02 – 1977 Nơi sinh: Ninh Thuận – Tháp Chàm Địa liên lạc: Số 07 cư xá đường sắt ga Biên Hòa – Đồng Nai QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Từ 1987-1991: Học phổ thông Trường PTCS Trần Hưng Đạo, Biên Hòa – Đồng Nai Từ 1991-1994: Học trung học Trường PTTH Ngô Quyền, Biên Hòa – Đồng Nai Từ 1994-1999: Học đại học Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia TP.HCM, Khoa Điện-Điện tử - ngành Kỹ thuật Điện tử Từ 2001-2003: Học cao học Trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia TP.HCM, ngành Kỹ thuật Điện tử -Viễn thông QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Từ 6-1999 ÷ 02-2000 : làm việc Công ty TNHH Muto, Biên Hòa – Đồng Nai Từ 02-2000 ÷ 08-2000 : làm việc Nhà máy Điện Cơ, Biên Hòa – Đồng Nai Từ 08-2000 ÷ 09-2001 : làm việc Công ty Cổ phần đầu tư phát triển kỹ thuật cao ITD, TPHCM Từ 09-2001 ÷ : giảng dạy Trường Cao Đẳng Công Nghiệp 4, Khoa Điện tử – Tự động hóa, TPHCM ... Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang22 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Chương 2: CÁC BỘ LỌC QUANG CHO HỆ WDM Chương 2: Các lọc quang cho hệ WDM Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc. .. Các lọc quang cho hệ WDM (2.9) Thực hiện: KS Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang31 Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Bộ lọc tỉ trọng trung hòa (neutral-density) Bộ lọc. .. Hồ Thị Kim Hoàng Lọc băng thông cộng hưởng ghép hướng cho WDM Trang Thầy HD: PGS.TS Vũ Đình Thành Giới thiệu thông số cần thiết kế xung lan truyền cho cấu trúc cộng hưởng ghép hướng Chương 6: