ĐƯỜNG TÁN SẮC PHẲNG GẦN KHÔNG
5.1GIỚI THIỆU VỀ CẤU TRÚC SỢI PCFs CÓ CÁC LỖ KHÍ SẮP XẾP THEO HÌNH BÁT GIÁC
sau khi điều chỉnh các thông số cơ bản của sợi sau đó đề xuất cấu trúc tối ƣu nhất đƣợc giới thiệu trong phần 5.2. Phần 5.3 so sánh cấu trúc đề xuất tối ƣu với sợi PCFs cũng có cấu trúc các lỗ khí sắp xếp theo hình bát giác của giáo sƣ Yoshinori Namihira công bố năm 2008.
5.1 GIỚI THIỆU VỀ CẤU TRÚC SỢI PCFs CÓ CÁC LỖ KHÍ SẮP XẾP THEO HÌNH BÁT GIÁC HÌNH BÁT GIÁC
Sợi tinh thể quang có các ống chứa không khí chạy dài theo trục của sợi và đƣợc sắp xếp theo hình bát giác gọi tắt là sợi tinh thể quang bát giác. Hình 5.1 dƣới đây minh họa mặt cắt ngang của cấu trúc sợi tinh thể quang bát giác. Thành phần của sợi gồm có silic tinh khiết và các lỗ khí. Các lỗ khí phân bố nhƣ hình vẽ tạo lên lớp vỏ có chiết suất nhỏ hơn so với phần lõi silic đặc. Sự chênh lệch chiết suất này đảm bảo cho ánh
sáng bị nhốt và truyền dẫn trong phần lõi thông qua hiện tƣợng phản xạ toàn phần. Các thông số thiết kế bao gồm đƣờng kính d của các lỗ khí và khoảng cách pitch giữa các lỗ khí trong đó bao gồm khoảng cách giữa hai lỗ khí cùng một vòng là , và khoảng cách giữa hai vòng liền nhau là . Đó là các thông số chính, tuy nhiên để đạt đƣợc thiết kế sợi với đặc tính nhƣ mong muốn thì cần phải điều chỉnh rất nhiều đặc biệt là kích thƣớc, hình dạng ba vòng trong cùng. Cấu trúc sợi tinh thể quang đơn giản bao gồm tất cả các lỗ khí có hình dạng tròn chạy dọc theo trục của sợi.
Hình 5.1 Minh họa cấu trúc sợi PCFs với các lỗ khí được sắp xếp theo hình bát giác với ba thông số thiết kế cơ bản là d, lần lượt là đường kính lỗ khí, khoảng cách
Cấu trúc sợi tinh thể quang bát giác đƣợc xây dựng và mô phỏng trong phần mềm APSS dựa trên các thông số cơ bản trên và theo tính chất đối xứng của hình bát giác.
Hình 5.2 Sơ đồ hình học phân tích vị trí của các lỗ khí được sắp xếp theo hình bát giác
Các lỗ khí đƣợc đặt trong hệ tọa độ XY. Vị trí của mỗi lỗ khí đƣợc đặt thông qua tọa độ tâm X và Y. Theo hình 5.2 ta thấy các lỗ khí trong vòng thứ nhất cách tâm một khoảng là và nằm trên các đỉnh của hình bát giác đều có cạnh là . Xét tam giác cân
T12 với góc T bằng tọa độ của điểm 1 đó là ( ) tọa độ điểm 2 là ( , ) từ
đây ta suy ra:
(5.1) Trong quá trình mô phỏng, em đề xuất thêm một tham số đó là bán kính lõi a để dễ dàng thay đổi đƣờng kính của vòng trong cùng điều này ảnh hƣởng tới đƣờng kính phần lõi của sợi PCFs. Tham số a này sẽ xác định theo . Khi chƣa thay đổi, vi chỉnh
các thông số của sợi thì a = . Theo phân tích về mặt hình học bảng sau đây là tọa độ tâm của một số lỗ khí.
Bảng 5.1 Tọa độ của một số lỗ khí như trong hình 5.2
Các lỗ khí X Y Lỗ khí 1 t + a T Lỗ khí 2 t + a*cos( ) t+ a*cos( ) Lỗ khí 3 T t + a Lỗ khí 21 t + a + T Lỗ khí 22 t + a*cos( )+ t+ a*cos( ) Lỗ khí 23 t + (a + )* cos( ) t + (a + )* cos( ) Lỗ khí 24 t + (a + )* cos( )/2 t + (a + )* (cos( )+1) Lỗ khí 25 T t + a + Lỗ khí 31 t + a + 2* T
Lỗ khí 32 t+( cos( )+1)*(a+ )/2 + t + cos( )*(a+ )/2
Lỗ khí 33 t + (a + )* cos( ) + t + (a + )* cos( )
Lỗ khí 34 t + (a +2* )* cos( ) t + (a +2* )* cos( )
Lỗ khí 35 t + (a + )* cos( ) t + (a + )* cos( ) +
Lỗ khí 36 t + (a + )* cos( )/2 t + (a + )* (cos( )+1) +
Cách xây dựng tọa độ cho mỗi lỗ khí nhƣ trên rất thuận tiện cho việc vi chỉnh vị trí các lỗ khí. Ta có thể thay đổi các thông số cơ bản d, cũng nhƣ hình dạng của từng lỗ khí, của từng vòng, độ rộng vòng… để đạt đƣợc các thông số mong muốn. Hình 5.3 là hình dạng bố trí các lỗ khí trong phần mềm sau khi tọa độ của các lỗ khí đƣợc thiết lập theo
theo cách phân tích nhƣ trên với số vòng đề xuất ban đầu là 6. Mỗi vòng có một biến chỉ kích thƣớc riêng biệt để thuận tiện cho việc điều chỉnh.
Vòng 1 có 8 lỗ khí. Kích thước của mỗi lỗ khí trong vòng là rx1, ry1.
Vòng 2 có 16 lỗ khí. Kích thước của mỗi lỗ khí trong vòng là rx2, ry2.
Vòng 3 có 24 lỗ khí. Kích thước của mỗi lỗ khí trong vòng là rx3, ry3.
Vòng 4 có 32 lỗ khí. Kích thước của mỗi lỗ khí trong vòng là rx4, ry4.
Vòng 5 có 40 lỗ khí. Kích thước của mỗi lỗ khí trong vòng là rx4, ry4.
Vòng 6 có 48 lỗ khí. Kích thước của mỗi lỗ khí trong vòng là rx4, ry4.
Hình 5.3 Hình dạng các lỗ khí sắp xếp theo hình bát giác trong phần mềm APSS bao gồm 6 vòng và kích thước các lỗ khí như nhau.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});