(a) Cấu trúc đề xuất

(b) Cấu trúc 1

Hình 6.20 So sánh đường tán sắc của cấu trúc đề xuất và cấu trúc 1

Đƣờng tán sắc của cấu trúc 1 phẳng và gần không, còn đƣờng tán sắc của cấu trúc đề xuất phẳng trên dải bƣớc sóng rộng. Bảng 6.3 sẽ so sánh cụ thể 2 cấu trúc:

Bảng 6.3 So sánh cấu trúc đề xuất (*) và cấu trúc 1

Cấu trúc đề xuất (*) Cấu trúc 1

Cấu trúc 8 vòng lỗ khí 6 vòng lỗ khí, cấu trúc đơn giản

Tán sắc Tán sắc phẳng có giá trị từ [-8;-7] [ps/(km.nm)] trong vùng bƣớc sóng 1,2-1,65µm. Đƣờng tán sắc theo hai trục x và y lệch nhau.

Tán sắc phẳng, gần không trong vùng bƣớc sóng 1,4-1,8 µm, tán sắc trong khoảng 0 0,22 ps/km.nm. Diện tích hiệu dụng 7 – 10 µm2 trong vùng bƣớc sóng 1,2-1,65 µm 11 – 14 µm2 trong vùng bƣớc sóng 1,4-1,8µm Suy hao rò < 10-10 dB/km 10-8-10-6 dB/km

Mặc dù cấu trúc (*) phức tạp hơn và có đƣờng tán sắc chƣa gần không, nhƣng có ƣu điểm là khả năng giam giữ ánh sáng mạnh.

■ So sánh với cấu trúc trong bài báo “Low-Flattened Dispersion Hexagonal Photonic Crystal Fiber With Low Confinement Loss”[1].

Hình 6.21 Cấu trúc trong bài báo[1]

Cấu trúc này (Cấu trúc 2) cũng là cấu trúc lục giác, có 5 vòng, khoảng cách giữa các lỗ khí Λ=2,1 μm. Các lỗ khí trong hai vòng trong cùng có dạng hình elip, vòng trong cùng lỗ khí có kích thƣớc a=0,4μm, b=0,3μm; vòng kế tiếp lỗ khí có kích thƣớc a=0,4μm, b=0,2μm, đƣờng kính các lỗ khí phía ngoài d=1,4 μm.

Wavelength,  [m] 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Dispe rsion, D [ps/ (km .nm) ] -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 Optimum

(a) Cấu trúc đề xuất

(b) Cấu trúc 2

Hình 6.22 So sánh đường tán sắc của cấu trúc đề xuất và cấu trúc 2

Bảng 6.4 So sánh cấu trúc đề xuất và cấu trúc 2

Cấu trúc em đề xuất Cấu trúc 2

Cấu trúc 8 vòng lỗ khí 5 vòng lỗ khí, cấu trúc đơn giản

Tán sắc Tán sắc phẳng có giá trị từ [-8;-7] [ps/(km.nm)] trong vùng bƣớc sóng 1,2-1,65µm. Đƣờng tán sắc theo hai trục x và y lệch nhau.

Tán sắc tuy lớn nhƣng khá phẳng trong khoảng bƣớc sóng 1,2- 1,7μm. Ở bƣớc sóng 1,5μm tán sắc bằng 25,85 [ps/(km.nm)].

Suy hao rò < 10-10 dB/km <0,02 dB/km

Cấu trúc (*) có đƣờng tán sắc phẳng hơn so với đƣờng tán sắc của cấu trúc 2, hơn nữa tán sắc nhỏ âm. Đồng thời cấu trúc (*) có suy hao rò nhỏ hơn rất nhiều so với cấu trúc 2.

6.2.4 Tiềm năng ứng dụng

Trong dải bƣớc sóng rộng từ 1,2-1,65µm, cấu trúc đề xuất có đƣờng tán sắc phẳng, nhỏ (khoảng -8 [ps/(km.nm)] đến -7 [ps/(km.mn)] ) bao gồm hầu hết các dải bƣớc sóng hoạt động trong hệ thống thông tin quang, bao gồm cả dải C (1530–1565 nm) và dải L (1570–1625 nm). Bảng 6.1 cho thấy một vài giá trị tán sắc và diện tích lõi hiệu dụng của sợi tại vài bƣớc sóng cụ thể.

Bảng 6.5 Giá trị tán sắc và diện tích lõi hiệu dụng ở một vài sước sóng cụ thể

Wavelength λ(µm)

1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 1.65

Dispersion(x)

(ps/km.nm) -8,0175 -7,484 -7,646 -7,8129 -7,734 -7,514 -7,1362

Aeff (µm2) 7,145 7,741 8,393 9,0745 9,437 9,799 10,175

Do đƣờng tán sắc phẳng, nhỏ, khả năng giam giữ ánh sáng mạnh, sợi PCF có cấu trúc đã thiết kế có khá năng truyền dẫn xa mà không ảnh hƣởng đáng kể tới chất lƣợng tín hiệu, không cần bù tán sắc nhiều, có tiềm năng ứng dụng trong hệ thống ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng mật độ cao DWDM.

6.2.5 Phương pháp chế tạo

Để sản xuất sợi tinh thể quang có cấu trúc lai, ngƣời ta sử dụng kĩ thuật Rod-in-Tube. Theo đó, ngƣời ta sản xuất riêng lớp trụ lõi phía trong và ống trụ lõi phía ngoài. Sau khi phần lõi đƣợc ghép vào bên trong ống trụ lõi ngoài, chúng đƣợc gia nhiệt ở cùng một nhiệt độ, cả 2 lớp trở nên mềm gắn vào nhau và quá trình kéo sợi đƣợc thực hiện.

Hình 6.23 Phương pháp chế tạo Rob-in-Tube

6.3 KẾT LUẬN

Việc thiết kế sợi tinh thể quang rất linh hoạt, đa dạng và có thể tự do sáng tạo, chỉ cần thay đổi cấu trúc sợi tinh thể, kích thƣớc lỗ, khoảng cách giữa các lỗ, vật liệu sợi tinh thể, vật liệu lỗ (thông thƣờng là khí) là ta đã có các thiết kế khác nhau với các tính chất và khả năng ứng dụng khác nhau. Một trong các ứng dụng của sợi tinh thể quang hiện nay đang đƣợc quan tâm là ứng dụng vào hệ thống DWDM. Chƣơng này đã đề xuất một thiết kế có đƣờng tán sắc phẳng trên dải bƣớc sóng rộng, suy hao rò nhỏ, thích hợp cho ứng dụng này.

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHƢƠNG 6:

[1] Jayprakash Vijay, Md. Sabir, “Low-Flattened Dispersion Hexagonal Photonic Crystal Fiber With Low Confinement Loss”, International Journal of Emerging

Technology and Advanced Engineering, ISSN 2250-2459, ISO 9001:2008 Certified Journal, Volume 3, Issue 1, January 2013

[2] Prof G Kumar, Dr R P Gupta, Dispersion modelling of micro structured optical fibers for telecommunications deployment

[3] Liu Zhao-lun, Hou Lan-tian, Wang Wei , “Tailoring nonlinearity and dispersion of photonic crystal fibers using hybrid cladding”, Brazilian Journal of Physics, ISSN 0103-9733, Braz. J. Phys. vol.39 no.1 São Paulo Mar. 2009

[4] NLSE Solver Information

[5] Nguyen Hoang Hai, Nguyen Hoang Dai, Hoang Tuan Viet, Nguyen The Tien,

A Nearly-Zero Ultra-Flattened Dispersion Photonic Crystal Fiber: Application to Broadband Transmission Platforms

[6] Raj Jain, Optical DWDM Networks

[7] Making optical fibres, http://edweb.photonics.crc.edu.au truy nhập lần cuối 28/05/2013