Ảnh hưởng của hệ số phản xạ lên đặc trưng lưỡng ổn định của giao thoa kế mach zehnder phi tuyến luận văn thạc sỹ vật lý

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH TỐNG VĂN HÒA ẢNH HƢỞNG CỦA HỆ SỐ PHẢN XẠ LÊN ĐẶC TRƢNG LƢỠNG ỔN ĐỊNH CỦA GIAO THOA KẾ MACH-ZEHNDER PHI TUYẾN LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ NGHỆ AN - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH TỐNG VĂN HÒA ẢNH HƢỞNG CỦA HỆ SỐ PHẢN XẠ LÊN ĐẶC TRƢNG LƢỠNG ỔN ĐỊNH CỦA GIAO THOA KẾ MACH-ZEHNDER PHI TUYẾN CHUYÊN NGÀNH: QUANG HỌC MÃ SỐ: 60.44.01.09 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN VĂN HÓA Nghệ An, năm 2012 MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU Chƣơng I TỔNG QUAN VỀ LƢỠNG ỔN ĐỊNH QUANG HỌC 1.1 Hiệu ứng lưỡng ổn định quang học 1.2 Nguyên lý ổn định quang học 1.3 Môi trường phi tuyến (môi trường Kerr) 1.4 Linh kiện lưỡng ổn định quang học sở giao thoa kế 13 1.4.1 Giao thoa kế Fabry-Perot phi tuyến 14 1.4.2 Giao thoa kế Mach-Zehnder phi tuyến 15 1.4.3 Giao thoa kế Michelson phi tuyến 16 1.4.3.1 Giao thoa kế Michelson phi tuyến đối xứng (SNMI) 16 1.4.3.2 Giao thoa kế Michelson phi tuyến không đối xứng (GMPT) 18 1.5 Kết luận chương I 20 Chƣơng II ẢNH HƢỞNG CỦA HỆ SỐ PHẢN XẠ LÊN ĐẶC TRƢNG LƢỠNG ỔN 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động giao thoa kế NMZI 21 2.2 Phương trình mơ tả quan hệ vào - 23 2.3 Đặc trưng lưỡng ổn định 28 2.3.1 Trường hợp R1=R2=50% (NMZI đối xứng) 28 2.3.2 Trường hợp R1 R2 (NMZI không đối xứng) 34 2.4 Kết luận chương II 37 KẾT LUẬN CHUNG .37 PHỤ LỤC 40 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tác giả xin cảm ơn trường Đại Học Vinh, khoa Vật Lý, phòng đào tạo Sau Đại Học tạo điều kiện cho tác giả có mơi trường học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, TS Nguyễn Văn Hóa, người định hướng, dẫn tận tình cho tác giả suốt trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo môn tận tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tác giả suốt trình học tập nghiên cứu Cuối tác giả xin cảm ơn tập thể lớp Cao Học 18 chuyên nghành Quang Học, cảm ơn gia đình, anh em, người thân, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ để tác giả hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! Nghệ An, tháng năm 2012 Tác giả luận văn Tống Văn Hòa MỞ ĐẦU Ngày linh kiện lưỡng ổn định quang học dựa nguyên tắc hoạt động giao thoa kế phi tuyến ứng dụng nhiều công nghệ điện tử số Các hệ điện tử số có tốc độ xử lý lớn (máy vi tính)bao gồm khối bản, chúng gắn nối với thơng qua khóa, cổng, điều khiển, xử lý Các thiết bị coi chuyển mạch hoạt động hệ lưỡng ổn định (Bistable Sytem ) Tốc độ làm việc hệ phụ thuộc vào nhiều yếu tố mà tốc độ chuyển mạch đóng vai trị quan trọng Vì để làm tăng tốc độ làm việc hệ điện tử người ta tìm cách làm tăng tốc độ chuyển mạch Có nhiều loại chuyển mạch : Cơ khí, điện tử, quang- điện, quang- cơ, quang- quang (tồn quang), chuyển mạch quang- quang mà tiêu biểu linh kiện lưỡng ổn định quang học (bistable optical devices)với tác nhân chùm laser với cường độ lớn loại chuyển mạch với nhiều ưu điểm, đặc biệt có tốc độ chuyển mạch lớn (thời gian chuyển mạch ngắn)[1], [2], [3]; xu hướng gần người ta trọng tới việc nghiên cứu linh kiện lưỡng ổn định quang học Trong linh kiện lưỡng ổn định quang học giao thoa kế phi tuyến (trong có giao thoa kế Mach-Zehnder phi tuyến) đặc biệt quan tâm Giao thoa kế Mach-Zehnder chứa môi trường phi tuyến (Nonlinear Mach-Zehnder Interferometer-NMZI) hoạt động thiết bị lưỡng ổn định nhiều tác giả đề xuất nghiên cứu [2],[3] Theo tác giả này, hiệu ứng quang học Kerr tạo nhờ phản hồi ánh sáng phát độ truyền qua môi trường phi tuyến phụ thuộc vào ánh sáng phát Trên thực tế hiệu ứng quang học Kerr xảy bị chiếu chùm ánh sáng có cường độ mạnh chiết suất môi trường hàm cường độ ánh sáng Từ cấu trúc giao thoa kế NMZI đề xuất cơng trình [3], ánh sáng chiếu vào môi trường phi tuyến bao gồm ánh sáng tới ánh sáng phản hồi Do đó, khơng thật xác ta xem ánh sáng phản hồi tác động lên đặc trưng phi tuyến cuả mơi trường cơng trình [3] đề xuất Ngoài tác giả đề cập đến trường hợp chia 50%, cường độ ánh sáng phản hồi phụ thuộc vào hệ số phản xạ truyền qua chia đầu Nhằm mục đích khắc phục thiếu sót trên, với mong muốn tìm hiểu cách có hệ thống đầy đủ tính chất lưỡng ổn định giao thoa kế Mach-Zehnder phi tuyến, chọn đề tài:“Ảnh hưởng hệ số phản xạ lên đặc trưng lưỡng ổn định giao thoa kế Mach-Zehnder phi tuyến” làm đề tài nghiên cứu luận văn với mục tiêu khảo sát đánh giá ảnh hưởng hệ số phản xạ chia lên đặc trưng lưỡng ổn định giao thoa kế phi tuyến Từ mục đích trên, luận văn tập trung tìm hiểu, nghiên cứu vấn đề sau: - Trên sở nghiên cứu nguyên lý cấu tạo hoạt động giao thoa kế Mach- Zehnder phi tuyến, khảo sát tính chất lưỡng ổn định tính tốn quan hệ cường độ vào - giao thoa kế - Từ biểu thức quan hệ vào - ra, phương pháp mô đưa đồ thị biễu diễn quan hệ này, đồng thời dựa đồ thị đánh giá ảnh hưởng hệ số phản xạ chia tham số khác lên đường đặc trưng vào - ra, từ tìm tham số NMZI để tạo nên điều kiện lưỡng ổn định Để thực nội dung nghiên cứu trên, phương pháp sau sử dụng: - Vận dụng lý thuyết truyền lan ánh sáng môi trường, định luật phản xạ giao thoa ánh sáng, xây dựng phương trình mơ tả mối quan hệ vào – cường độ - Bằng ngôn ngữ lập trình Pascal xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ vào - cường độ Từ đồ thị biện luận vai trò hệ số phản xạ mối quan hệ này, đồng thời nêu lên ảnh hưởng lên đặc trưng lưỡng ổn định giao thoa kế Luận văn trình bày với bố cục gồm: Mở đầu Nội dung Chương I: Giới thiệu tổng quan lưỡng ổn định quang học, tìm hiểu linh kiện lưỡng ổn định quang học (trong có giao thoa kế NMZI) Từ phân tích vấn đề cịn tồn đưa hướng giải chương II Chương II: Tìm hiểu nguyên lý hoạt động giao thoa kế NMZI Xây dựng phương trình mơ tả quan hệ vào - cường độ quang qua GTK Biểu diễn đồ thị mối quan hệ qua khảo sát đánh giá ảnh hưởng hệ số phản xạ lên đặc trưng lưỡng ổn định linh kiện Kết luận: Nêu lên kết mang tính khoa học thực tiễn mà luận văn đạt Chƣơng I TỔNG QUAN VỀ LƢỠNG ỔN ĐỊNH QUANG HỌC 1.1 Hiệu ứng lƣỡng ổn định quang học Lưỡng ổn định quang học (Optical Bistability-OB) tượng mà xuất trạng thái quang học ổn định hệ quang học trạng thái quang học vào [4] Nguyên nhân gây tượng thay đổi đột biến trạng thái vật lý hệ điều kiện vật lý(các tham số thiết kế) biến đổi giới hạn định Để thu OB có nhiều phương pháp lý thuyết thực nghiệm, song nguyên tắc tượng trình bày dạng tổng qt sau[4]: Xét “máy” quang học có hệ số truyền qua T = I out/I in ( Iout cường độ ánh sáng từ hệ, I in cường độ ánh sáng vào hệ) phụ thuộc phi tuyến vào chiết suất N Hệ số viết: N = N(U); U tham số mơi trường (như mật độ điện tích, nhiệt độ …) Hệ có đặc tính khác biệt với hệ quang học thơng thường chỗ dịng ánh sáng truyền qua hệ I out có phần kIout hồi tiếp trở lại theo cách thức đó, kết tham số trạng thái U hệ biến đổi lượng là: U  kQIout ( với Q hệ số biến đổi ) U  U  kQIout dẫn đến N  N  N  NQkIout với N  N U (1.1) U U Kết hệ số truyền qua thay đổi sau: T  T '  (1  k ) I out  (1  k )T ( N ) I in (1.2) Từ (1.1) (1.2) ta có: N  N0  T (N ) NQkIin (1.3) Như vậy, miền xác định I in ta dùng đồ thị tìm giao điểm đường thẳng   N  N0 với đồ thị T(N) (Hình1.1) NQkIin Iout Iout T(N) (Iin ) (1-k)Iout N(U0) + + N(Iout)  KIout I1 I2 Iin Iin N0(I0) (b) (a) Hình 1.1 a Mối quan hệ vào - hệ lưỡng ổn định Đường chấm chấm biễu diễn trạng thái không ổn định b Điểm No điểm hoạt động máy“quang học” Ta thấy, miền xác định I in tồn ba giá trị T N ứng với giá trị I in Kết cho ta dạng đường đặc trưng hình chữ S biểu diễn dịng Iout phụ thuộc vào tham số hệ mô tả khả hồi tiếp độ phi tuyến chiết suất Trong ba nghiệm hình thức N từ T có hai nghiệm vào nhánh dưới, nghiệm thứ ba nằm nhánh giữa(biểu thị đường chấm chấm, dI out  ) dI in Đường chấm chấm đồ thị ứng với nghiệm không ổn định, nghĩa tồn thăng giáng nhiễu loạn nhỏ trạng thái hệ chuyển lên nhánh nhánh đồ thị Giá trị cường độ vào biểu diễn trục hoành, giá trị cường độ dịch chuyển theo nhánh giá trị I in = I2, dịng truyền qua (Iout) nhảy lên nhánh đồ thị Vào thời điểm I out nằm nhánh đường cong vào – ra, muốn trở nhánh cường độ I in phải giảm xuống thấp giá trị tới hạn khác I 1< I2 Ngồi hai giá trị tới hạn I 1, I2 hệ ổn định quang học Điểm N hình 1.1b coi điểm hoạt động “máy quang học”, tuỳ thuộc vào vị trí N mà OB xảy hay khơng OB xảy độ nghiêng đường cong T ( N ) dT dN lớn độ nghiêng đường thẳng vẽ từ N0, đường thẳng có phương trình  = N  N0 (có độ nghiêng ) NQkIin NQkIin Từ ta xác định điều kiện tới hạn OB cách định tính theo cơng thức: NQkI0 N  N dT dT  1 dN T ( N ) dN Từ (1.4) ta nhận thấy N dT dN (1.4) dấu, nghĩa phải tồn hồi tiếp dương Khi tăng I in làm tăng Iout làm biến đổi U Sự biến đổi U gây N biến đổi T tăng kéo theo I out tăng Để hiệu ứng lưỡng ổn định xuất phải tạo bước nhảy Giả sử N T(N) giá trị trạng thái ổn định ứng với dịng vào I in đó, I in tăng lượng I in gây nên biến đổi với công suất: N1  NQkT( N )I in Nhờ hệ số truyền qua tăng lượng: T1  dT N1 dN 2.4 Kết luận chƣơng II - Chương II tập trung nghiên cứu nguyên lý cấu tạo hoạt động giao thoa kế Mach- Zehnder phi tuyến, việc sử dụng lý thuyết truyền lan ánh sáng môi trường, định luật giao thoa ánh sáng, tác giả xây dựng phương trình mơ tả mối quan hệ vào-ra cường độ, khảo sát tính chất lưỡng ổn định tính tốn quan hệ cường độ vào giao thoa kế - Bằng phương pháp mô phỏng, tác giả đưa đồ thị biễu diễn mối quan hệ vào - ra, từ dựa đồ thị để đánh giá ảnh hưởng hệ số phản xạ lên đường đặc trưng vào - tìm tham số NMZI để tạo nên điều kiện lưỡng ổn định 37 KẾT LUẬN Luận văn hoàn thành đạt số kết sau: - Tìm hiểu hiệu ứng lưỡng ổn định quang học linh kiện lưỡng ổn định quang hoc sở loại giao thoa kế - Trên sở nghiên cứu nguyên lý cấu tạo hoạt động giao thoa kế NMZI, việc sử dụng lý thuyết truyền lan ánh sáng môi trường, vận dụng định luật giao thoa ánh sáng, xây dựng phương trình mơ tả mối quan hệ cường độ vào – ra, khảo sát tính chất lưỡng ổn định giao thoa kế NMZI -Từ biểu thức quan hệ vào-ra, phương pháp mô đưa đồ thị biễu diễn quan hệ này, từ dựa đồ thị để đánh giá ảnh hưởng hệ số phản xạ đến đặc trưng lưỡng ổn định cửa sổ làm việc NMZI không đối xứng Cụ thể, hệ số phản xạ giảm, trạng thái lưỡng ổn định cửa sổ làm việc xuất rõ rệt hơn, ngưỡng đóng, ngưỡng mở khoảng chúng tăng 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A.Szoke, V.Daneau, J.Goldhar, N.A.Kurnit (1969), "Bistable optical element and its application, Appl Phys Lett 15, 15, 376 [2] B JaLaLi and Y.M Xie (1995), Opt Lett., 20, 1901-1903 [3] B.E.A SaLeh and M.C Teich (1992), Fundamentals of Photonics, Vol.3, A Wiley Interscience Publication, John Wiley & Sons, inc New York [4] Trần Kim Cương, CH17 (2011), Luận văn Thạc sĩ, “Một số đặc trưng lưỡng ổn định giao thoa kế Mach-Zehnder ứng dụng công nghệ truyền dẫn quang học” [5] N H Chỉnh (1980), Quang học, NXB Giáo dục Hà Nội [6] H Q Quý, V N Sáu (1997), Vật lý laser quang phi tuyến, ĐH Vinh [7] L.Brzozowski, and Edward H.Sargent(2001),” All-optical Analog-toDigital Converters, Hardlimiters, and Logic Gates, J of Lightwase Technology, Vol.19, No.1, 114-119 [8] Lê Thị Tháp, CH17(2011), Luận văn Thạc sĩ, “Đặc trưng lưỡng ổn định tín hiệu truyền qua giao thoa kế Michelson phi tuyến đối xứng” [9] H.M Gibbs (1985), "Optical Bistability: Controlling light with light", Academic Press, New York [10] N.V.Hóa, Luận án Tiến Sĩ ((2005), “Đặc trưng lưỡng ổn định số giao thoa kế phi tuyến” [11] N H Bằng, V N Sáu (12-2002), "Phân bố lại chùm tia laser giao thoa kế Mach-Zehnder phi tuyến", NCKHKT & CNQS số [12] Nguyễn Văn Long, CH17( 2011), Luận văn Thạc sĩ, “Đặc trưng lưỡng ổn định giao thoa kế Michelson phi tuyến không đối xứng” 39 PHỤ LỤC File nguồn hình vẽ luận văn Hình 2.3 program bistNFP; uses crt, graph; const m=2500;l=36;epsi=1.0e-5;T=1; {alfa=7.5;} fi=-0.02; {n2=0.6; d=1; lamda=1.06;}n2=0.00001;d=1;lamda=0.000001; tungmin =-0; tungmax=2.0; hnhmin=0 ; hnhmax=8.0; Var a,b,xg,x,x1,tgx,h,xc,yc,y,y1,tgy,h1,max1,fa1,fb1,dy,max,fa,fb,dx,{fi}alfa:real; i,j,p,k,n,mh,mode,dt,x0,xmax,y0,ymax,gd,gm:integer; procedure vedothi(x,y:real); var xd, yd:integer; begin xd:= x0 + trunc((xmax-x0)*x/(hnhmax-hnhmin))+(j-1)*6; yd:= ymax - trunc((ymax-y0)*y/(tungmax-tungmin))+(j-1)*6; if j=36 then rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1) else putpixel (xd,yd,4); end; FUNCTION HAM(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=(1/4)*HS2+1/4+(1/2)*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(tgx+x*hs2/2)-HS3); ham:=tgx-x*tg1; END; FUNCTION HAM2(y:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=(1/4)*HS2+1/4+(1/2)*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(y+tgy*hs2/2)-HS3); ham2:=y-tgy*tg1; END; FUNCTION HAM1(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=(1/4)*HS2+1/4+(1/2)*sqrt(hs2)*cos(2*pi*tgx-HS3); ham1:=tgx-x*tg1; END; {CHUONG TRINH CHINH} 40 Begin ClrScr; writeln ( 'dothi,(0/1)'); readln(dt); if dt = then gd:=0; initgraph(gd,gm,'c:\bp\bgi'); if graphresult0 then halt(1); setbkcolor(white); setcolor(red); x0:=50; xmax:=600; y0:=20; ymax:=260; line(50,260,640,260); line(50,260,50,0); settextstyle(1,0,1); outtextxy(45,260,'0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(610,260,'8.0 '); outtextxy(185,260,'2.0'); outtextxy(355,260,'4.0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(23,1,'2.0'); {outtextxy(23,220,'5');} settextstyle(1,0,1);outtextxy(110,30,'fi = -0.02 Pi; aLfa =7.5 - 4.0'); xg:=2.5;max1:=10; h1:=max1/m; Max:=2; h:=max/m; a:=0; b:=1.5; for j:= to l begin alfa:=7.5-(j-1)*0.1;{ alfa:=2.2;} for i:=1 to m begin xc:=(i-1)*h1; x1:=2*xc; tgx:=xc; fa:=ham1(a); fb:=ham1(b); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dx)>epsi Begin x:=a+dx; b:=a; a:=x; fb:=fa; fa:=ham1(x); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; vedothi(x,x1); end; { for k:=1 to m begin yc:=(k-1)*h1; y1:=yc; tgy:=yc; fa1:=ham2(a); fb1:=ham2(b); dy:=fa1*(b-a)/(fa1-fb1); while abs(dy)>epsi Begin y:=a+dy; b:=a; a:=y; fb1:=fa1; fa1:=ham2(y); 41 dy:=fa1*(b-a)/(fa1-fb1); end; vedothi(y1,y); end;} end; if dt=1 then while not keypressed do; closegraph; END Hình 2.5 program bistNFP; uses crt, graph; const m=1000;l=26;epsi=1.0e-5;T=1; alfa1=7.5; fi=-0.02;r=0.5; n2=0.6; d=1; lamda=1.06; tungmin =-0; tungmax=1.5; hnhmin=0 ; hnhmax=6; var a,b,xg,x,x1,tgx,h,xc,yc,y,y1,tgy,h1,max1,fa1,fb1,dy,max,fa,fb,dx,alfa:real; i,j,p,k,n,mh,mode,dt,x0,xmax,y0,ymax,gd,gm:integer; procedure vedothi(x,y:real); var xd, yd:integer; begin xd:= x0 + trunc((xmax-x0)*x/(hnhmax-hnhmin))+(j-1)*2; yd:= ymax - trunc((ymax-y0)*y/(tungmax-tungmin))+(j-1)*2; if j=75 then rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1) else putpixel (xd,yd,4); end; FUNCTION HAM(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=((1-r)/2)*HS2+r/2+sqrt(r*(1-r))*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(tgx+x*(1-r)*hs2)-HS3); ham:=tgx-x*tg1; END; {CHUONG TRINH CHINH} Begin ClrScr; writeln ( 'dothi,(0/1)'); readln(dt); if dt = then gd:=0; initgraph(gd,gm,'c:\bp\bgi'); if graphresult0 then halt(1); setbkcolor(white); setcolor(red); x0:=50; xmax:=600; y0:=10; ymax:=220; line(50,220,600,220); line(50,220,50,10); line(50,220,250,420); 42 settextstyle(1,0,1); outtextxy(45,225,'0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(600,225,'6.0 '); outtextxy(100,225,'1.0'); outtextxy(200,225,'2.0'); outtextxy(300,225,'3.0'); outtextxy(400,225,'4.0'); outtextxy(500,225,'5.0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(23,10,'1.5'); outtextxy(23,80,'1.0'); outtextxy(23,150,'0.5'); settextstyle(1,0,1);outtextxy(110,430,'alfa=10.0-2.5; fi = -0.02pi'); xg:=0;max1:=4; h1:=max1/m; Max:=2; h:=max/m; a:=0; b:=1.5; for j:= to 75 begin alfa:=10.0-(j-1)*0.1 ; for i:=1 to m begin xc:=xg+(i-1)*h1; x1:=xc; if x1>1.3 then x1:=20; tgx:=xc; fa:=ham(a); fb:=ham(b); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dx)>epsi Begin x:=a+dx; b:=a; a:=x; fb:=fa; fa:=ham(x); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; vedothi(x,x1); end; end; if dt=1 then while not keypressed do; closegraph; END Hình 2.6 program bistNFP; uses crt, graph; const m=2500;l=25;epsi=1.0e-5;T=1; alfa=3.0; fi1=0.0; n2=0.6; d=1; lamda=1.06; tungmin =-0; tungmax=1; hnhmin=0 ; hnhmax=6; var a,b,xg,x,x1,tgx,h,xc,yc,y,y1,tgy,h1,max1,fa1,fb1,dy,max,fa,fb,dx,fi:real; i,j,p,k,n,mh,mode,dt,x0,xmax,y0,ymax,gd,gm:integer; procedure vedothi(x,y:real); var xd, yd:integer; begin xd:= x0 + trunc((xmax-x0)*x/(hnhmax-hnhmin))+(j-1)*6; 43 yd:= ymax - trunc((ymax-y0)*y/(tungmax-tungmin))+(j-1)*6; if j=25 then rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1) else putpixel (xd,yd,4); end; FUNCTION HAM(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=(1/4)*HS2+1/4+(1/2)*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(tgx+x*hs2/2)-HS3); ham:=tgx-x*tg1; END; FUNCTION HAM2(y:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=(1/4)*HS2+1/4+(1/2)*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(y+tgy*hs2/2)-HS3); ham2:=y-tgy*tg1; END; FUNCTION HAM1(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=(1/4)*HS2+1/4+(1/2)*sqrt(hs2)*cos(2*pi*tgx-HS3); ham1:=tgx-x*tg1; END; {CHUONG TRINH CHINH} Begin ClrScr; writeln ( 'dothi,(0/1)'); readln(dt); if dt = then gd:=0; initgraph(gd,gm,'c:\bp\bgi'); if graphresult0 then halt(1); setbkcolor(white); setcolor(red); x0:=50; xmax:=600; y0:=20; ymax:=220; line(50,220,600,220); line(50,220,50,20); line(50,220,250,420);{line(250,420,250,250);} {yle(0,0,1); outtextxy(400,150,'0.93'); } settextstyle(1,1,1); outtextxy(2,110,'Xout '); settextstyle(1,0,1); {outtextxy(550,230,' Xin ');} settextstyle(1,0,1); outtextxy(45,225,'0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(600,225,'6.0 Xin'); outtextxy(100,225,'1.0'); outtextxy(200,225,'2.0'); 44 outtextxy(300,225,'3.0');outtextxy(400,225,'4.0'); outtextxy(500,225,'5.0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(23,20,'1.0'); outtextxy(23,120,'0.5'); settextstyle(1,0,1);outtextxy(110,430,'alfa=3.0; fi = -0.00 -0.25'); {outtextxy(250,430,'Xoff'); outtextxy(405,430,'Xon');} xg:=2.5;max1:=6; h1:=max1/m; Max:=2; h:=max/m; a:=0; b:=1.5; for j:= to l begin fi:=fi1+(j-1)*0.01;{ alfa:=2.2;} for i:=1 to m begin xc:=(i-1)*h1; x1:=xc; tgx:=xc; fa:=ham1(a); fb:=ham1(b); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dx)>epsi Begin x:=a+dx; b:=a; a:=x; fb:=fa; fa:=ham1(x); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; vedothi(x,x1); end; { for k:=1 to m begin yc:=(k-1)*h1; y1:=yc; tgy:=yc; fa1:=ham2(a); fb1:=ham2(b); dy:=fa1*(b-a)/(fa1-fb1); while abs(dy)>epsi Begin y:=a+dy; b:=a; a:=y; fb1:=fa1; fa1:=ham2(y); dy:=fa1*(b-a)/(fa1-fb1); end; vedothi(y1,y); end;} end; if dt=1 then while not keypressed do; closegraph; END 45 Hình 2.7 program bistNFP; uses crt, graph; const m=1000;l=26;epsi=1.0e-5;T=1; alfa1=3.0; fi=-0.02;r1=0.8; n2=0.6; d=1; lamda=1.06; tungmin =-0; tungmax=1.5; hnhmin=0 ; hnhmax=6; var a,b,xg,x,x1,tgx,h,xc,yc,y,y1,tgy,h1,max1,fa1,fb1,dy,max,fa,fb,dx,alfa,r:real; i,j,p,k,n,mh,mode,dt,x0,xmax,y0,ymax,gd,gm:integer; procedure vedothi(x,y:real); var xd, yd:integer; begin xd:= x0 + trunc((xmax-x0)*x/(hnhmax-hnhmin))+(j-1)*4; yd:= ymax - trunc((ymax-y0)*y/(tungmax-tungmin))+(j-1)*4; if j=26 then rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1) else putpixel (xd,yd,4); end; FUNCTION HAM(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=((1-r)/2)*HS2+r/2+sqrt(r*(1-r))*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(tgx+x*(1-r)*hs2)-HS3); ham:=tgx-x*tg1; END; {CHUONG TRINH CHINH} Begin ClrScr; writeln ( 'dothi,(0/1)'); readln(dt); if dt = then gd:=0; initgraph(gd,gm,'c:\bp\bgi'); if graphresult0 then halt(1); setbkcolor(white); setcolor(red); x0:=50; xmax:=600; y0:=10; ymax:=220; line(50,220,600,220); line(50,220,50,10); line(50,220,150,320); settextstyle(1,0,1); outtextxy(45,225,'0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(600,225,'6.0 '); outtextxy(100,225,'1.0'); outtextxy(200,225,'2.0'); outtextxy(300,225,'3.0'); outtextxy(400,225,'4.0'); outtextxy(500,225,'5.0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(23,10,'1.5'); outtextxy(23,80,'1.0'); outtextxy(23,150,'0.5'); settextstyle(1,0,1);outtextxy(400,330,'alfa=3.0; fi = -0.02pi'); settextstyle(1,0,1);outtextxy(100,330,'R = 80% - 55%'); 46 xg:=0;max1:=4; h1:=max1/m; Max:=2; h:=max/m; a:=0; b:=1.5; for j:= to l begin alfa:=alfa1; r:=r1-(j-1)*0.01; for i:=1 to m begin xc:=xg+(i-1)*h1; x1:=xc; if x1>1.3 then x1:=20; tgx:=xc; fa:=ham(a); fb:=ham(b); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dx)>epsi Begin x:=a+dx; b:=a; a:=x; fb:=fa; fa:=ham(x); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; vedothi(x,x1); end; end; if dt=1 then while not keypressed do; closegraph; END Hình 2.8 program bistNFP; uses crt, graph; const m=10000;l=26;epsi=1.0e-5;T=1; alfa1=0.0; fi=-0.02;r=0.94; n2=0.6; d=1; lamda=1.06; tungmin =-0; tungmax=1.5; hnhmin=0 ; hnhmax=4; var a,b,xg,x,x1,tgx,h,xc,yc,y,y1,tgy,h1,max1,fa1,fb1,dy,max,fa,fb,dx,alfa:real; i,j,p,k,n,mh,mode,dt,x0,xmax,y0,ymax,gd,gm:integer; procedure vedothi(x,y:real); var xd, yd:integer; begin xd:= x0 + trunc((xmax-x0)*x/(hnhmax-hnhmin))+(j-1)*2; yd:= ymax - trunc((ymax-y0)*y/(tungmax-tungmin))+(j-1)*2; if j=75 then rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1) else rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1); end; FUNCTION HAM(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; 47 HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=((1-r)/2)*HS2+r/2+sqrt(r*(1-r))*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(tgx+x*(1-r)*hs2)-HS3); ham:=tgx-x*tg1; END; {CHUONG TRINH CHINH} Begin ClrScr; writeln ( 'dothi,(0/1)'); readln(dt); if dt = then gd:=0; initgraph(gd,gm,'c:\bp\bgi'); if graphresult0 then halt(1); setbkcolor(white); setcolor(red); x0:=50; xmax:=600; y0:=10; ymax:=420; line(50,420,600,420); line(50,420,50,10); settextstyle(1,0,1); outtextxy(45,425,'0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(600,425,'4.0 '); outtextxy(185,425,'1.0'); outtextxy(325,425,'2.0'); outtextxy(470,425,'3.0'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(23,10,'1.5'); outtextxy(23,147,'1.0'); outtextxy(23,284,'0.5'); settextstyle(1,0,1);outtextxy(110,30,' alfa=0.0; fi = -0.02pi'); line(213,420,213,200); line(272,420, 272,288); xg:=0;max1:=4; h1:=max1/m; Max:=2; h:=max/m; a:=0; b:=1.5; for j:= to begin alfa:=alfa1-(j-1)*0.1 ;{ alfa:=2.2;} for i:=1 to m begin xc:=xg+(i-1)*h1; x1:=xc; if x1>1.3 then x1:=20; tgx:=xc; fa:=ham(a); fb:=ham(b); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dx)>epsi Begin x:=a+dx; b:=a; a:=x; fb:=fa; fa:=ham(x); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; vedothi(x,x1); end; end; if dt=1 then while not keypressed do; closegraph; END 48 Hình 2.9 program tngoung; uses crt, graph; const m=50;l=981;epsi=1.0e-5;T=1; alfa=3.0; fi=0.02; n2=0.6; d=1; lamda=1.06; tungmin =0; tungmax=6; hnhmin=0.0 ; hnhmax=1; var a,b,xg,x,x1,tgx,h,xc,yc,y,y1,tgy,h1,max1,fa1,fb1,dy,max, fa,fb,dx,r,r1,cx,ax,bx,ax1,bx1,cx1,atg,btg,ctg:real; i,j,p,k,n,mh,mode,dt,x0,xmax,y0,ymax,gm,gd:integer; procedure vedothi(x,y:real); var xd, yd:integer; begin xd:= x0 + trunc((xmax-x0)*x/(hnhmax-hnhmin)); yd:= ymax - trunc((ymax-y0)*y/(tungmax-tungmin)); if j=26 then rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1) else rectangle(xd,yd,xd+1,yd+1) ; end; FUNCTION HAM(X:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=((1-r)/2)*HS2+r/2+sqrt(r*(1-r))*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(tgx+x*(1-r)*hs2)-HS3); ham:=tgx-x*tg1; END; FUNCTION HAM2(y:real):REAL; var hs1,hs2,hs3,tg1:REAL ; BEGIN HS1:=2*pi*n2*d/lamda;HS3:=fi*pi; HS2:=exp(-d*alfa); tg1:=((1-r)/2)*HS2+r/2+sqrt(r*(1-r))*sqrt(hs2)*cos(2*pi*(y+tgy*(1-r)*hs2)-HS3); ham2:=y-tgy*tg1; END; {CHUONG TRINH CHINH} Begin ClrScr; writeln ( 'dothi,(0/1)'); readln(dt); if dt = then gd:=0; initgraph(gd,gm,'c:\bp\bgi'); if graphresult0 then halt(1); setbkcolor(white); setcolor(red); x0:=50; xmax:=600; y0:=20; ymax:=420; line(50,420,600,420); line(50,20,50,420); settextstyle(1,0,1); outtextxy(245,300,' Xon-Xoff '); 49 settextstyle(1,0,1); outtextxy(45,425,'0'); outtextxy(145,425,'20'); outtextxy(245,425,'40'); outtextxy(345,425,'60');outtextxy(445,425,'80'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(545,425,'100 R [%]'); settextstyle(1,0,1); outtextxy(12,20,' 6.0'); outtextxy(12,120,' 4.5'); outtextxy(12,220,' 3.0'); outtextxy(12,320,' 1.5'); settextstyle(1,0,1);outtextxy(110,430,''); outtextxy(285,220,'Xoff'); outtextxy(340,200,'Xon'); xg:=0;max1:=1; h1:=max1/m; Max:=2; h:=max/m; a:=0; b:=1.5; for j:= to l begin r:=1-(j-1)*0.00075 ; atg:=0; ax:=0; for i:=1 to m begin xc:=xg+(i-1)*h1; x1:=xc; tgx:=xc; fa:=ham(a); fb:=ham(b); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dx)>epsi Begin x:=a+dx; b:=a; a:=x; fb:=fa; fa:=ham(x); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; {tinh mot xong x} if (x>atg) or (x=atg) then begin atg:=x ; ax:=ax; end else begin ax:= atg; end; end; ax1:=ax; btg:=ax1; vedothi (r,ax1); { tinh y ax1} tgy:=ax1; fa:=ham2(a); fb:=ham2(b); dy:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dy)>epsi Begin y:=a+dy; b:=a; a:=y; fb:=fa; fa:=ham2(y); dy:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; {tinh mot xong yax1} 50 ctg:=y; { tinh Xmin} for i:=1 to m begin xc:=xg+(i-1)*h1; x1:=xc; tgx:=xc; fa:=ham(a); fb:=ham(b); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); while abs(dx)>epsi Begin x:=a+dx; b:=a; a:=x; fb:=fa; fa:=ham(x); dx:=fa*(b-a)/(fa-fb); end; {tinh mot xong x} if (xctg )then begin btg:=x; end; if (x>btg) and (x1>ctg) then bx:=btg; end; bx1:=bx; vedothi(r,bx1); cx1:=ax1-bx1; vedothi(r, cx1); end; if dt=1 then while not keypressed do; closegraph; END 51 ... kiện lưỡng ổn định chọn tham số vật lý thích hợp 20 Chƣơng II ẢNH HƢỞNG CỦA HỆ SỐ PHẢN XẠ LÊN ĐẶC TRƢNG LƢỠNG ỔN ĐỊNH CỦA GIAO THOA KẾ MACH- ZEHNDER PHI TUYẾN Trước đây, giao thoa kế Mach- Zehnder. .. Mach- Zehnder phi tuyến, chọn đề tài:? ?Ảnh hưởng hệ số phản xạ lên đặc trưng lưỡng ổn định giao thoa kế Mach- Zehnder phi tuyến? ?? làm đề tài nghiên cứu luận văn với mục tiêu khảo sát đánh giá ảnh hưởng hệ số. .. HỌC VINH TỐNG VĂN HÒA ẢNH HƢỞNG CỦA HỆ SỐ PHẢN XẠ LÊN ĐẶC TRƢNG LƢỠNG ỔN ĐỊNH CỦA GIAO THOA KẾ MACH- ZEHNDER PHI TUYẾN CHUYÊN NGÀNH: QUANG HỌC MÃ SỐ: 60.44.01.09 LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ Người hướng