Giao thoa kế mach zehnder sợi quang phi tuyến hai cổng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ THANH TÂM GIAO THOA KẾ MACH - ZEHNDER SỢI QUANG PHI TUYẾN HAI CỔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ Chuyên ngành: Quang học Mã số: 62 44 11 01 Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Hồ Quang Quý PGS TS Vũ Ngọc Sáu VINH, 2011 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án thực hướng dẫn PGS TS Hồ Quang Quý PGS TS Vũ Ngọc Sáu Kết cơng trình tập hợp từ 10 cơng trình cơng bố (có danh mục kèm theo) tạp chí quốc gia, kỷ yếu hội thảo khoa học nước, cơng trình hồn tồn phù hợp với chuyên ngành mà nghiên cứu chưa đăng tải đâu Tác giả luận án Nguyễn Thị Thanh Tâm ii LỜI CẢM ƠN Luận án hoàn thành hướng dẫn khoa học PGS TS Hồ Quang Quý PGS TS Vũ Ngọc Sáu Chúng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến q thầy giáo, dẫn dắt tận tình động viên q trình thực với lịng người thầy tinh thần đầy trách nhiệm khoa học nhà nghiên cứu, giúp nâng cao kiến thức, nghị lực, phát huy sáng tạo hồn thành luận án Chúng tơi xin cảm ơn sâu sắc đến quí thầy giáo PGS TS Đinh Xuân Khoa (Chủ nhiệm chuyên ngành), TS Đoàn Hoài Sơn (Chủ nhiệm khoa) q thầy giáo khoa Vật lý, khoa Sau đại học, phòng Quản lý NCKH trường Đại học Vinh, viện Vật Lý, phân viện Vật Lý Kỹ Thuật TTKH CNQS Bộ Quốc Phịng ý kiến đóng góp khoa học bổ ích cho nội dung luận án, tạo điều kiện tốt thời gian học tập thực nghiên cứu trường phân viện Chúng xin cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Quảng Nam, Khoa Tự nhiên khoa, phòng chức khác trường giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho việc học tập nghiên cứu luận án bốn năm qua Cuối xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè quan tâm, động viên giúp đỡ q trình hồn thành luận án iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH DÙNG TRONG LUẬN ÁN A/D : Analog/Digital - Tương tự/ Số CW : Continuous-wave - Sóng liên tục FPNFMZI : Four-port nonlinear fiber Mach-Zehnder interferometer Giao thoa kế Mach-Zehnder sợi quang phi tuyến bốn cổng GVD : Group-velocity dispersion - Tán sắc vận tốc nhóm IC : International circuit - Mạch tổ hợp ITU : International Telecommunication Union Liên minh Viễn thông Quốc tế OBD : Optical bistable device - Thiết bị lưỡng ổn định quang học SBS : Stimulated Brillouin scattering - Tán xạ Brillouin kích thích SOA : Semiconductor optical amplifier Bộ khuếch đại quang bán dẫn SPM : Self phase modulation - Sự tự điều biến pha TPNFMZI : Two-port nonlinear fiber Mach-Zehnder interferometer Giao thoa kế Mach-Zehnder sợi quang phi tuyến hai cổng XPM : Cross-phase modulation - Sự điều biến pha chéo WDM : Wavelength-division multiplexing Tách ghép kênh theo bước sóng iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU a : Bán kính A : Biên độ sóng điện trường c = 299792458 [m.s−1] : Vận tốc ánh sáng chân không C : Hệ số liên kết liên kết d : Khoảng cách hai sợi quang liên kết E : Cường độ điện trường FR : Hệ số biểu thị độ sắc nét đỉnh cộng hưởng h(t) = ÷ : Hàm ngẫu nhiên Iv , Ir : Cường độ tín hiệu vào, cường độ tín hiệu Iph , Ictr : Cường độ phản hồi, cường độ điều khiển k : Vectơ sóng điện trường k0 : Vectơ sóng điện trường chân khơng kf : Hệ số hồi tiếp L : Chiều dài sợi quang l : Quang lộ Im : Biên độ điều biến m : Độ sâu điều biến n : Chiết suất n0 : Chiết suất tuyến tính nnl : Hệ số chiết suất phi tuyến môi trường P : Công suất Q : Hệ số biến đổi R : Hệ số phản xạ t : Thời gian T : Hệ số truyền qua v U : Tham số trạng thái V : Tham số sợi X : Cường độ chuẩn hóa α : Hệ số hấp thụ β : Hệ số truyền mode ∆ν : Độ rộng xung = 8.854187817 × 10−12 [F.m−1 ] : Độ điện thẩm chân không η : Hệ số truyền liên kết γ : Tham số phi tuyến λ : Bước sóng ánh sáng λ0 : Bước sóng ánh sáng chân khụng à0 = ì 107 [H.m1] : t thẩm chân không ν : Tần số ω : Tần số góc φ, ϕ : Độ lệch pha ∆ϕ : Độ lệch pha ban đầu vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Danh mục hình vẽ, đồ thị vii 1.1 Hệ quang học có hệ số truyền qua hàm cường độ tín hiệu T (Ir ) [80] 1.2 Sự phụ thuộc T(Ir ) vào Ir [80] 1.3 Sự phụ thuộc Ir vào Iv (a) Đường đặc trưng cường độ vào - ra, (b) Đường đứt nét đặc trưng không ổn định [80] 10 1.4 Sự phụ thuộc hệ số truyền qua T vào chiết suất môi trường phi tuyến n 12 1.5 (a) Cấu trúc sợi quang (b) Ánh sáng lan truyền sợi quang 15 1.6 (a) Cấu tạo GTK Fabry-Perot sợi quang phi tuyến (b) Cấu tạo thiết bị cộng hưởng vòng [98] 16 1.7 Đường cong liền nét biểu diễn phụ thuộc hàm truyền TR vào φ0 /2π Rm = 0.8 Hai đường thẳng đứt nét biểu diễn phụ thuộc φR vào φ0 ứng với hai giá trị xác định Pv 19 1.8 Họ đường đặc trưng lưỡng ổn định GTK Fabry - Perot sợi quang Ba đường cong (1), (2), (3) tương ứng với giá trị độ lệch hướng δ, Rm = 0.5, (γLR ) −1 ∼ 10 (W ), lR ∼ 100m 21 1.9 Các đường đặc trưng lưỡng ổn định thiết bị cộng hưởng vòng sợi ứng với bốn giá trị độ lệch hướng δ = 0.3π, 0.45π, 0.55π, 0.8π tương ứng với đường cong (a), (b), (c), (d) [27] 23 1.10 Cấu tạo GTK Michelson sợi quang [53] 24 1.11 Cấu tạo GTK Mach-Zehnder sợi quang phi tuyến bốn cổng 26 vii 1.12 Sự phụ thuộc hệ số truyền công suất FPNFMZI vào công suất vào[12] 2.1 (a) Sự chia ánh sáng BLK (b) Sơ đồ cấu tạo BLK 29 35 tuyến 36 2.2 (a) Cấu tạo liên kết tuyến tính, (b) Cấu tạo liên kết phi 2.3 Sự truyền có tính chu kỳ công suất liên kết phi tuyến, n1 = 1.485, n2 = 1.480, nnl = 10−12 mm2 /W , λ = 1.53µm, C = 0.694/mm [52], Iv = 1.4 × 1011 W/mm2 , = 8.854 × 10−12 F/m 41 2.4 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất phụ thuộc vào chiều dài liên kết phi tuyến Đường cong (1) ứng với Iv ≤ 1.4 × 1011 W/mm2 , (2) Iv = 3.5 × 1011 W/mm2 , (3) Iv = 5.05 × 1011 W/mm2 , (4) Iv = 7.5×1011W/mm2 , (5) Iv ≥ 20×1011 W/mm2 41 2.5 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến cường độ vào (1.4 × 1011 W/mm2 ÷ 20 × 1011 W/mm2 ) 43 2.6 Hệ số truyền công suất cực đại liên kết phi tuyến đạt 50 /0 Iv = 5.05 × 1011 W/mm2 43 2.7 Hệ số truyền công suất cực đại liên kết phi tuyến Iv = 6.67 × 1011 W/mm2 , (a) hệ số truyền công suất cực đại sợi phi tuyến đạt 75 /0 , (b) hệ số truyền công suất cực đại từ sợi phi tuyến sang sợi tuyến tính đạt 25 /0 44 2.8 Sự phụ thuộc độ dài "3dB" liên kết phi tuyến vào cường độ vào 46 2.9 Mối liên hệ độ dài "3dB" hệ số truyền công suất, (b) ứng với Iv = 14 × 1010 W/mm2 , (c) ứng với Iv = 50.5 × 1010 W/mm2 viii 47 2.10 Sự phụ thuộc hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến vào cường độ vào ứng với z = 1mm 48 2.11 Sự phụ thuộc hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến vào cường độ vào ứng với z = 1.13mm 49 2.12 Sự phụ thuộc hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến vào cường độ vào ứng với z = 1.61mm 49 2.13 Sự phụ thuộc hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến vào cường độ vào ứng với z = Lmax = 2.3mm 50 2.14 Bộ liên kết phi tuyến có chức xếp dãy xung yếu mạnh 50 2.15 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào cường độ vào Bốn đường cong (1), (2), (3), (4) tương ứng với giá trị z = 1mm, 1.13mm, 1.61mm, 2.3mm 51 2.16 Hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào cường độ vào qua cổng phi tuyến cổng tuyến tính 2, (a) theo lý thuyết với z = 1.61mm, (b) theo thực nghiệm: Đường 1, xung Gauss 90 fs Đường 1, xung vuông 540 fs [105] 52 2.17 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào cường độ vào Ba đường cong (1), (2), (3) tương ứng với giá trị nnl = 10−12 mm2 /W , 1.5 × 10−12mm2 /W , 2.5 × 10−12 mm2 /W 52 2.18 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào hệ số chiết suất phi tuyến Bốn đường cong (1), (2), (3), (4) tương ứng với giá trị z = 1mm, 1.13mm, 1.61mm, 2.3mm ix 54 2.19 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào hệ số chiết suất phi tuyến Ba đường cong (1), (2), (3) tương ứng với giá trị Iv = 50.5 × 1010 W/mm2 , 60.6 × 1010 W/mm2 , 72.72 × 1010 W/mm2 54 2.20 Bộ liên kết sợi phi tuyến với tham số nguyên lý 55 2.21 Đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào bán kính lõi sợi khong (a = 1.5àm ữ 2.2àm) 57 2.22 ng c trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào bán kính lõi sợi khong (a = 1.39àmữ1.5àm) 57 2.23 ng c trng h số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào bán kính lõi sợi khoảng (a = 1.78àm ữ 5.898àm) 58 2.24 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào bán kính lõi sợi khoảng (a = 1.78àmữ 5.898àm) Ba ng cong (1), (2), (3) tương ứng với giá trị Iv = 1.4 × 1011 W/mm2 , 5.05 × 1011 W/mm2 , 7.5 × 1011 W/mm2 59 2.25 Đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào khoảng cách hai lõi sợi khoảng (d = 9àm ữ 20àm) 60 2.26 Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào khoảng cách hai lõi sợi khoảng (d = 9àm ữ 20àm) Ba ng cong (1), (2), (3) tương ứng với giá trị Iv = 1.4 × 1011W/mm2 , 5.05 × 1011W/mm2 , 7.5 × 1011 W/mm2 61 2.27 Đường đặc trưng hệ số truyền công suất liên kết phi tuyến phụ thuộc vào bc súng khong ( = 0.1àm ữ 3àm) 62 x [10] Đoàn Hoài Sơn, “Chuyên đề Laser”, Bài giảng cho cao học chuyên ngành quang học ĐH Vinh TIẾNG ANH [11] E Abraham and S D Smith, Re, Prog Phys., 45, (1982), 815 [12] G P Agrawal, “Applications of Nonlinear Fiber Optics”, The Institute of Optics University of Rochester, New York, (2001) [13] G P Agrawal, “Fiber-Optic Communication Systems”, 2nd ed., Wiley, New York, (1997) [14] M C D Andrew, “Opt Switching”, OPN, (2005), 34 [15] G P Agrawal and H J Carmichael, Phys Rev A 19, (1979), 2074 [16] Arrioja D A May, P LiKamWa, I Shubin, P K L Yu, “Integrated InGaAsP MQW Mach - Zehnder Modulator”, Microelectronics Journal, Vol 39, - 4, (2008), 660 - 663 [17] S N Bagayev, V P Chebotayev, , M P Ostromensky, and P V Pokasov, “Amplified Optical Bistability”, Laser Physics, Vol 4, 2, (1994), 299-301 [18] E Bodtker and J E Bowers, J of Lightwave Technology, 13, (1995), 1809 [19] M Born and E Wolf, “Principles of Optics”, 7th ed., Cambridge University Press, New York, (1999), Chap [20] R W Boyd, “Nonlinear optics”, Academic Press Inc., (1992) [21] L Brzozowski et al, J of Lightwave Technology, 19, (2001), 114-119 [22] M Cai et al, Opt Letters, 25, (2000), 1430 [23] M Sc Haitao Chen, “Development of an 80 Gbit/s InP - based Mach Zehnder Modulator”, D 83, (2007) 136 [24] K H Chiang, M H Chen, W W Lin, Y D Wu, “A novel Nonlinear MachZehnder Interferometer Waveguide of Spatial Solitons for Optical Switching Devices and DWDM Nanometer Wave Applications”, IEEE ICSS, (2005), 1171 [25] F S Chun, X Ou, L S Hua, J S Sheng, “Switchable Multi-Wavelength Erbium-Doped Fiber Lasers based on a Mach-Zehnder Interferometer using a Twin-core Fiber”, Chin phys lett, Vol 26, 6, (2009), 06428 [26] R Clarevo, Opt Letters, Vol.30, 21, (2005), pp.2861-2863 [27] S Coen, M Haelterman, P Emplit, L Delage, L M Simohamed, and F Reynaud, J Opt Soc Am B 15, (1998), 2283 [28] S Coen and M Haelterman, Opt Letters, 24, (1999), 80 [29] B Crosignani, B Daino, P Di Porto, and S Wabnitz, Opt Commun., 59, (1986), 309 [30] T J Cullen, H N Rourke, C P Chew, S R Baker, T Bircheno, K Byron, and A Fielding, Electron Letters, 30, (1994), 2160 [31] Wolfgang Demtroder, “Laser Spectroscopy Basic Concepts and Instrumentation”, 3rd ed., Springer-Verlag Berlin Heidelberg, Printed in Germany, (2003) [32] V G Dmitriev, L G Taracov, “Applied Nonlinear Optics”, Radio and Link, Moscov, (1982), 86 [33] N J Doran and D Wood, J Opt Soc Am B 4, (1987), 1843 [34] P Elango, J.W Arkwright, P L Chu, and G R Atkins, IEEE Photon Technol Letters, 8, (1996), 1032 137 [35] A Erlacher et al, J of Appl Phys., 95, (2004), 2927-2929 [36] M E Fermann, F Haberl, M Hofer, and H Hochstrasser, Opt Letter, 15, (1990), 752 [37] M Gay, M C Silva, T N Nguyen, L Bramerie, T Chartier, M Joindor, J C Simon, J Fatome, C Finot and J L Oudar, “Bit error Rate Assessment of 170 Gbit/s Regeneration using a Saturable Absorber and a NonlinearFiber-based Power Limiter”, IEEE Photon Technol Letters, Vol 22, 3, (2009), 158-160 [38] I N Ghazi, “Numerical Simulation for High-speed all-Optical Boolean Gates”, Eng and Tech., Vol 26, 9, (2008), 1143 [39] H M Gibbs, “Optical Bistability Controlling Light with Light”, Academic Press, San Diego, CA, (1985) [40] R Gilmore, “Catastrophe Theory for Scienists and Enginees”, WIP, New York, (1981) [41] K T Gratten and B T Meggitt, “Optical Fiber Sensor Technology”, Chapman and Hall, New York, (1999) [42] W M J Green, R K Lee, G A Derose, A Scherer and A Yariv, “Hybrid InGaAsP-InP Mach-Zehnder Racetrack Resonator for Thermooptic Switching and Coupling Control”, Optics Express, Vol 13, 5, (2005), 1651 [43] S Gupta, M Presi, N Calabretta, G Contestabile, E Ciaramella, “Operational Equivalence of Self - Switching Effect in SOA - based Nonlinear Polarization and MZI Switch”, IEEE explorer, - 4244 - 0925 - X, (2007), 810 - 811 138 [44] Han Tae Young, Hyun - Shik Lee and El - Hang Lee, “Design of Compact Silicon Optical Modulator using Photonic Crystal MZI Strcture”, IEEE explorer, 978 - - 4244 - 1768 - 1, (2008), 308 - 310 [45] H A Haus, “Waves and Fields in Optoelectronics”, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, (1984) [46] H A Haus, J G Fujimoto, and E P Ippen, Opt Soc Am B, 7, (1991), 2068 [47] J E Heebner and R W Boyd, Opt Lett., 24, (1999), 847 [48] N V Hoa, H Q Quy, V N Sau, Commun in Phys., 15, (2005), 223-228 [49] M T Hill, Microwave and Optical Technology Letters, Vol 31, 6, (2001), 411-415 [50] M T Hill, H de Waardt, H J S Dorren, “Fast all Optical Flip - Flop using Coupled Mach - Zehnder Interferometer”, (2001) [51] B JaLaLi and Y M Xie, Opt Lett., 20, (1995), 1901-1903 [52] J M Jonathan, Summer School, Doson, (2004), 245 [53] R Kashyap, “Fiber Bragg Gratings”, Academic Press, San Diego, CA, (1999) [54] Lize Yannick Keith, Gomma Robert, Kashyap Raman, “Low-cost Multimode Fiber Mach-Zehnder Interferometer for Differential Phase Demodulation”, Proceedings of SPIE, the International Society for Optical Engineering, vol 6314, (2006), 63140R.1-63140R 139 [55] Kim Seung Kwan, Seb Moon Han, Seo Jung-Chul, “Coherence Effect on the Measurement of Optical Fiber Nonlinear Coefficient”, Optics Letters, Vol 30, 10, (2005), 1120-1122 [56] N V Hoa, H Q Quy, D X Khoa, Proc of GVS6, Chemnitz, (2003), 144-147 [57] G Knoblauch, H.N Toussaint, Telcom report, Vol 6, (1983), 96 [58] G J M Krijnen, IEEE explore Universiteit twente, 11, (2008), 412-414.R [59] M Kuznetsov, J Lightwave Technology, 12, (1994), 226 [60] C V Lanh, M V Luu, D X Khoa, V N Sau, N T T Tam, H Q Quy, “Nonlinear Characteristics of the Pulse-Pumped anti-Stockes Laser”, Commun in phys., Vol 18, No.12, (2008), 119-128 [61] S Legoubin, M Douay, P Bernage, and P Niay, J Opt Soc Am A 12, (1995), 1687 [62] L Li, X Zhang, P Sun, L Chen, “Microring Resonator-Coupled MachZehnder Interferometer as Trigger Pulse Generator, Optical Differentiator and Integrator”, Proc of SPIE Vol 6595, 659513, (2007) [63] L A Lugiato, “Theory of Optical Bistably”, in Progess in Optics, Vol 21, E Wolf, Ed North-Holland, Amsterdam, (1984) [64] M A Marcus and B Culshaw, Eds., “Fiber Optic Sensor Technology and Applications”, SPIE Press, Bellingham, (1999) [65] A D McAulay, “Optical Computer Architetures”, Wiley, New York, (1991) 140 [66] S Medhekar, P P Paltani, “Novel All-Optical Switch Using Nonlinear Mach-Zehnder Interferometer”, Fiber Integ Opt., 1096-4681, Vol 28, 3, (2009), 229 - 236 [67] Rekha Mehra, Jitender Tripathi, “Mach - Zehnder Interferometer and It Application’s”, International journal of Computer Applications, Vol 1, No 9, (2010), 0975 - 8887 [68] D A B Miller, S D Smith, A Johnson, “Two Beam Optical Signal Amplication and Bistability in InSb”, Optics Comm., 31, (1979), 101-104 [69] T Mizuochi, T Kitayama, K Shimizu, and K Ito, J Lightwave Technology, 16, (1998), 265 [70] H Nakatsuka, S Asaka, H Itoh, K Ikeda, and M Matsuoka, Phys Rev Letters, 50, (1983), 109 [71] B K Nayar, N Finlayson, N J Doran, S T Davey,W L.Williams, and J W Arkwright, Opt Lett., 16, (1991), 408 [72] G Nykolak, M R X de Barros, T N Nielsen, and L Eskildsen, IEEE Photon Technol Letters, 9, (1997), 605 [73] Shizuyasu OCHIAI, Koji ISOGAI, Kenzo KOJIMA, Asao OHASHI, and Teruyoshi MIZUTANI, “Optical Bistability of Terthiophene/Poly(methyl methacrylate) Composite Film Prepared Using Spin-Coating”, Japanese Journal of Applied Physics, Vol 47, 1, (2008), 446Ọ449 [74] Y Ogawa, H Ito and H Inaba, “Bistable Optical Device using Light Emitting Diode”, App Opt., Vol 21, 11 (1982) [75] A W O’Neill and R P Webb, Electron Letters, 26, (1990), 2008 141 [76] F Ouellette and M Piché, Opt Commun., 60, (1986), 99 [77] Ramaswami, Rajiv, Optical Fiber Communication, IEEE, (2002) [78] Y Ruan, W Li, R Jarvis, N Madsen, A Rode, B L Davies, “Fabrication and Characterization of Low Loss Rib chalcogenide Waveguides made by Dry Etching”, Optics Express, Vol 12, 21, (2004), 5140 [79] H Sakata, “Photonic Analog-to-Digital Conversion by use of Nonlinear Fabry-Perot Resonators”, Appl.Opt., 40 (2001), 240-248 [80] B.E.A Saleh, M.C Teich, Fundamentals of photonics, (1991) [81] B.E.A Saleh, M.C Teich, Fundamentals of Photonics, Vol 3, A Wiley Interscience Publication, John Wiley and Sons, New York,(1992) [82] V N Sau, V Đ Hoa, H Q Quy, N T T Tam, “Bistability of Alternating nano-Laser of Nonlinear Materials”, Advances in Optics Photonics Spectroscopy and Applications, Vietnam Academic Press, (2007), 512-515 [83] R Schreiech, M Kwakernaak, IEEE Photonics Technology Letters, 13, (2001), 603-605 [84] R M Shelby, M D Levenson, and S H Perlmutter, J Opt Soc Am B 5, (1988), 347 [85] Y R Shen, “The Principle of nonlinear Optics”, Wiley-Interscience, (1984), Chapter 10 [86] C X Shi, Opt Lett, 18, (1993), 1195 [87] Satoshi Shimizu and Hiroyuki Uenohara, “A Proposal and Analytical Investigation of an All-Optical T-type Flip-Flop Using Semiconductor Optical Amplifier Mach-Zehnder Interferometer Configuration for Differential 142 Phase-Shift Keying Encoding Operation”, Jpn J Appl Phys., 49, (2010), 060206 [88] A R Shulman, “Optical Data Processing”, Wiley, New York, (1970) [89] J Sirkis, “Design of Fiber Optic Sensor Systems”, Marcel Dekker, New York, (2000) [90] Sobelman, Igor, “Theory of Atomic Spectra”, Alpha Science, ISBN 184265-203-6, (2006) [91] C Spielmann, F Krausz, T Brabec, E Wintner, and A J Schmidt, Appl Phys Lett., 58, (1991), 2470 [92] M Soljacic et al, Phys Rev E66, (2002), 05560-1-05560-4(R) [93] Song Xueliang, Naoki , Foo Cheong Yit, Zhenrui Zhang, Yoshiaki Nakano, “28 ps Switching Window with a Selective Area MOVPE all - Optical MZI Switch”, IEEE Photonics Technology Letters, Vol 17, No 7, July (2005) [94] C Spielmann, F Krausz, T Brabec, E.Wintner, and A J Schmidt, Appl Phys Lett., 58, (1991), 2470 [95] A Srivastava, P P Paltani and S Medhekar, “Switching Behaviour of a Nonlinear Mach - Zehnder Interferometer”, Pramana Journal of Physics, Vol 74, 4, (2010), 575-590 [96] L F Stokes, M Chodorow, and H J Shaw, Opt Lett., 7, (1982), 288 [97] L F Stokes, M Chodorow, and H J Shaw, Opt Lett., 7, (1982), 509 [98] O Svelto, “Principles of Lasers”, 4th ed Plenum Press, New York, (1998) [99] A Szoke, V Daneau, J Goldhar, N A Kurmit, “Bistable Optical Element and Its Application”, Appl Phys Lett.,15, 15, (1969), 376 143 [100] N T T Tam, V Đ Hoa, V N Sau, “Frequency Multistability of antiStokes Laser”, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Công nghệ Quân sự, số 20, (2007), 94-98 [101] T Tanabe, Opt Switching, OPN (2005), p.35 [102] M Terrel, M J F Digonnet and S Fan, “Ring - Coupled Mach - Zehnder Interferometer Optimized for Sensing”, Applied Optics, Vol 48, 26, (2009), 4874 [103] R Tewari and K Thyagarajan, J Lightwave Technol, 4, (1986), 386 [104] R Vallée, Opt Commun., 18, (1991), 419 [105] A M Weiner, Y Silberberg, H Fouckhardt, D E Leaird, M A Saifi,M J Andrejco, and P W Smith, IEEE J Quantum Electron, 25, (1989), 2648 [106] I H White, R V Penty, and R E Epworth, Electron Lett., 24, (1988), 340 [107] Y.D Wu , M L Huang , M H Chen , R Z Tasy, “All-optical switch based on the local nonlinear Mach-Zehnder interferometer”, Opt Express, (2007),15(16):9883-92 [108] Yannick K Lize, Robert Gomma and Raman Kashyap, “Low-cost Multimode Fiber Mach Zehnder Interferometer for Differential Phase Demodulation”, Proc SPIE., (2006), 6314-63140R [109] A Yariv, “Optical Electronics in Modern Communications”, 5th ed., Oxford University Press, New York, (1997) [110] Winnie Ning Ye, MA Thesis, (2002), 7-9 144 [111] Preecha P Yupapin; Suebtarkul Suchat, “Entangled Photon Generation Using a Fiber Optic Mach-Zehnder Interferometer Incorporating the Nonlinear Effect in a Fiber Ring Resonator”, Journal of Nanophotonics, 01(01), 013504, (2007) [112] Winnie Ning Ye, “All-Optical Signal Processing Using Nonlinear Periodic Structures”, A study of Temporal Response, (2002) [113] L Zhao, L Jiang, S Wang, H Xiao, Y Lu and H L Tsai, “A highQuality Mach-Zehnder Interferometer Fiber Sensor by Femtosecond Laser One-step Processing”, Sensors ISSN 1424-8220, 11, (2011), 54-61 145 PHỤ LỤC Chương trình phần mềm mơ hình 2.16a Đặt: P1 (z) P1 (0) = y; Iv = x; Lamda = l; Epsilon = e; nnl = n; C = m −y + − m ∧ ∧ ∧ 2∗x∧ ( 2∗Pi∗c∗e∗n ) +m2 4∗l ∗ Sin z ∗ 2∗Pi∗c∗e∗n2 ∗x2 4∗l 2 + m2 == 0/ {m → 0.694, c → 2.999 ∗ 1011 , e → 8.854 ∗ 10−15 , n → 10−2 , l → 1.53 ∗ 10−3 , z → 1.61} √ 0.481636Sin 1.61 0.481636+7.431711795781169`*∧ -8x4 1−y− 0.481636+7.431711795781169`*∧ -8x4 m2 == ∗ Sin z ∗ ∧ 2∗x∧ 2 ( 2∗Pi∗c∗e∗n ) +m2 4∗l {m → 0.694, c → 2.999 ∗ 1011 , e → 8.854 ∗ 10−15 , −y + 2∗Pi∗c∗e∗n2 ∗x2 4∗l n → 10−2 , l → 1.53 ∗ 10−3 , z → 1.61} √ 0.481636Sin 1.61 0.481636+7.431711795781169`*∧ -8x4 −y + 0.481636+7.431711795781169`*∧ -8x4 2 + m2 == 0/ == ContourPlot[ √ − y − "0.481636"Sin "1.61" "0.481636" + 7.431711795781169`*∧-8x4 ("0.481636" + 7.431711795781169`*∧-8x4 ) == 0, √ −y + "0.481636"Sin "1.61" "0.481636" + 7.431711795781169`*∧-8x4 ("0.481636" + 7.431711795781169`*∧-8x4 ) == 0} , {x, 0, 200}, {y, 0, 1}, ContourStyle → {Red, Blue}] 146 2 Chương trình phần mềm mơ hình 3.12 Đặt: Ir = y; Iv = x; Eta1 = Eta1; Eta2 = Eta2; nnl = n; Lamda = l y − x∗ −(2 ∗ Eta2 − 1) ∗ (1 − Eta1) − ∗ (2 ∗ Eta2 − 1) ∗ Eta1 − ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) ∗ (2 ∗ Eta2 − 1) ∗ (1 − Eta1) + ∗ (2 ∗ Eta2 − 1) ∗ Eta1 − ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) ∗ ∗ (y + x ∗ ((1 − Eta1) ∗ Eta1 + ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2)+ ((Eta1)2 ) ∗ (2 ∗ Eta2 − 1)2)) + Deltavarphi]) == 0/ {Eta1 → 0.5, Eta2 → 0.5, n → 10−6, Deltavarphi → −0.3 ∗ Pi, L → 105} y − x 0.5 + 0.5Cos 0.942478 − + − Cos[ 2∗Pi∗n∗L l∗(1−Eta1) 1.25664(0.5x+y) l == Manipulate[ ContourPlot[ y − x "0.5" + "0.5"Cos "0.942478" − "1.25664"("0.5"x+y) l == 0, Button["Reset", l = 1.53]}, {x, 0, 12}, {y, 0, 7}], {l, 1.53, 1.675}] 147 Chương trình phần mềm mơ hình 4.4b Đặt: N [Log[2]] 0.693147 Ir = y; Iv = x; Eta1 = Eta1; Eta2 = Eta2; nnl = n; Lamda = l; I0 = h; Im = q; m = RandomInteger[{1, 7}]; Tt = t1; ln2 = 0.6931471805599453; y − x∗ −(2 ∗ Eta2 − 1) ∗ (1 − Eta1) − ∗ (2 ∗ Eta2 − 1) ∗ Eta1 − ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) ∗ (2 ∗ Eta2 − 1) ∗ (1 − Eta1) + ∗ (2 ∗ Eta2 − 1) ∗ Eta1 − ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) 2 + − Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2) ∗ Cos[ 2∗Pi∗n∗L l∗(1−Eta1) ∗ (y + x ∗ ((1 − Eta1) ∗ Eta1 + ∗ Eta1 ∗ Eta2 ∗ (1 − Eta1) ∗ (1 − Eta2)+ ((Eta1)2) ∗ (2 ∗ Eta2 − 1)2)) + Deltavarphi]) == 0/ {Eta1 → 0.5, Eta2 → 0.5, n → 10−6, Deltavarphi → −0.3 ∗ Pi, L → 105, l → 1.53} y − x(0.5 + 0.5Cos[0.942478 − 0.821331(0.5x + y)]) == Table[ x − (h + k ∗ q ∗ RandomInteger[{1, 7}])∗ Exp[−"0.693147" ∗ (t1 − − (7 ∗ i))∧ 2] == 0, {k, 0, 4}] 148 2 −e−"0.693147"(−3+t1) h + x == 0, −e−"0.693147"(−10+t1) (h + 6q) + x == 0, −e−"0.693147"(−17+t1) (h + 10q) + x == 0, 2 −e−"0.693147"(−24+t1) (h + 21q) + x == 0, −e−"0.693147"(−31+t1) (h + 4q) + x == Manipulate[ ContourPlot[ y − e−"0.693147"(−3+t1) h ("0.5"+ "0.5"Cos["0.942478" − "0.821331" "0.5"e−"0.693147"(−3+t1) h + y == 0, y − e−"0.693147"(−10+t1) (h + 6q) ("0.5"+ "0.5"Cos["0.942478" − "0.821331" "0.5"e−"0.693147"(−10+t1) (h + 6q) + y == 0, y − e−"0.693147"(−17+t1) (h + 10q) ("0.5"+ "0.5"Cos["0.942478" − "0.821331" "0.5"e−"0.693147"(−17+t1) (h + 10q) + y == 0, y − e−"0.693147"(−24+t1) (h + 21q) ("0.5"+ "0.5"Cos["0.942478" − "0.821331" "0.5"e−"0.693147"(−24+t1) (h + 21q) + y == 0, y − e−"0.693147"(−31+t1) (h + 4q) ("0.5"+ "0.5"Cos["0.942478" − "0.821331" "0.5"e−"0.693147"(−31+t1) (h + 4q) + y == 0, 149 2 −e−"0.693147"(−3+t1) h + y == 0, −e−"0.693147"(−10+t1) (h + 6q) + y == 0, −e−"0.693147"(−17+t1) (h + 10q) + y == 0, −e−"0.693147"(−24+t1) (h + 21q) + y == 0, −e−"0.693147"(−31+t1) (h + 4q) + y == 0, Button["Reset", h = 1], Button["Reset", q = 0.1]}, {t1, 0, 36}, {y, 0, 6}], {h, 1, 5}, {q, 0.1, 1}] ———————————————————————————————— 150 ... phần kết luận chung Chương 1: Nguyên lý lưỡng ổn định quang học, giao thoa kế sợi quang phi tuyến Chương 2: Bộ liên kết phi tuyến Chương 3: Giao thoa kế Mach- Zehnder sợi quang phi tuyến hai cổng. .. thiết kế hai cổng Với lý chọn đề tài: ? ?Giao thoa kế Mach - Zehnder sợi quang phi tuyến hai cổng? ?? Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề xuất mẫu giao thoa kế Mach- Zehnder sợi quang phi. .. thoa kế Mach- Zehnder sợi quang phi tuyến bốn cổng - Nguyên tắc cấu tạo, hoạt động Cấu tạo FPNFMZI gồm có cặp sợi quang, có sợi quang phi tuyến sợi quang tuyến tính, đầu cặp sợi quang nối với hai