b. Nguyên lý đo phản xạ và tán xạ ngợc
4.3.Đo tán sắc và dãi thông của sợi
Các ảnh hởng của tán sắc lên hệ thống truyền dẫn sợi quang đa mode đợc xác định bằng việc thực hiện các phép đo thử đáp ứng xung trong miền thời gian hoặc công xuất trong miền tần số .
Ta có mối quan hệ công xuất ra và công xuất vào sợi quang nh sau: P2 ( t ) = h (t ) ⊕ P1 ( t ) với ⊕ thẻ hiện tích chập (4.12). Trong đó : P1 ( t ) = Công suất đầu vào của sợi quang
P2 ( t ) = Công suất đầu ra của sợi quang H ( t ) = đáp ứng xung
Sử dụng biến đổi Fourier ta có mối quan hệ trong miền tần số giữa công suất ra và công suất vào của sợi quang nh sau :
P2 ( ω ) = h ( ω ) . P1 ( ω )
Trong đó P1 ( ω ) : Công suất đầu vào của sợi quang . P2 ( ω ) : Công suất đầu ra của sợi quang . h ( ω ) : Đáp ứng tần số . Với h ( ω ) = +∞∫ ∞ h ( t ) exp ( - iωt ) dt = FT [ g ( t ) ] = [ ( )] ( ) [P t ] FT t P FT 1 2
ở đây FT : biến đổi chuỗi Fourier.
4.3.1. Đo đáp ứng xung.
Nguyên lý : Nguyên lý của phơng pháp này là đo đáp ứng sợi trong miền thời gian. Cài đặt thực nghiệm phơng pháp đáp ứng xung đợc trình bày nh (hình 4.9). Để đo đáp ứng sợi , phóng một xung đầu vào rất ngắn vào sợi qua bộ trộn Mode. Gỉa sử xung đầu vào P1 ( t ) tuân theo luật Gauss có độ rộng xung đầu vào ( ở mức suy giảm 3dB ) là ∆t1 đợc đo lần thứ nhất trên ô xi lô làm mẩu . Sau đó xung thời gian đầu ra bằng ô xi lô đễ xác định độ rộng xung đầu ra là ∆t2 xung đầu vào có thể đợc sau bộ trộn mode hoặc sau sợi chuẩn
(2 m ) của sợi để kiểm tra.
Bộ biến đổi Bộ trộn mode
Sợi để đo
P2 P1 Hình 4.9: Cài đặt phơng pháp đáp ứng .
Kết quả đo : Độ rộng xung đầu vào và xung đầu ra tơng ứng (∆t1,∆t2 ) Tán sắc và dãi thông là ( đối với xung Gauss ) :
- Tán sắc tổng : τtotal = ∆t−∆t1 ( 4.13 ) - Dãi thông : B = 1 2 44 , 0 t t −∆ ∆ ( Hz ) (4.14 )
Một cách đễ tìm tán sác và dãi thông là tính tỷ số của biến đổi fourier Bộ phát xung Nguồn qung Ô xi lô Tách Máy tính
Xung đầu vào và xung đầu ra có đáp ứng tần số h (ω ) . Đáp ứng tần số đợc tính trên chiều dài sợi đa mode 1,5 km tại 0,85àm và 1300nm. Băng tần đo đợc tại –3dB ( đối với bộ tách quang ) là 270 MHz ( 310 Mhz . km )tại 850nm và 1150Mhz ( 1320 Mhz. Km ) tại 1300nm
4.3.2. Đo đáp ứng tần số:
Nguyên lý và cài đặt : đáp ứng sợi có thể đo trong miền tần số và thu đợc kết quả không cần tính đáp ứng tần số h (ω ) . Nguồn quang đợc điều chế trực tiếp bằng chức năng phát .
Bộ trộn mode
Sợi để đo P2 p1
Hình 4.10. Cài đặt phơng pháp đáp ứng tần số .
Tỷ số công suất ra và công suất vào p2 ( ω ) và p1 (ω) là đáp ứng tần số . Cách đơn giãn nhất thực hiện chức năng là sử dụng bộ phát quét và phát quét miền tần số , đo trực tiếp bằng máy phân tích phổ . thực nghiệm đo đợc trình bày trên (hình 4.10 ).
Nguồn quang đợc điều nchế máy phát tín hiệu hình sin. Đến đầu thu tín hiệu hình sin đợc tách ra và đa vào bộ phân tích phổ , tần số tín hiệu từ bộ tạo sóng quết cũng đa trực tiếp vào bộ phân tích phổ .
H2 ( ω ) = Hm ( ω ) . H ( ω ) H1 ( ω ) = hm ( ω ) Bộ phát quét Máy tính Nguồn quang Máy phân tích phổ Tách
Hm ( ω ) = Hàm truyền đạt của máy đo H2 ( ω ) = Hàm truyền đạt khi đo sợi dài H1 ( ω ) = Hàm truyền đạt khi đo sợi ngắn H ( ω ) = | H (ω ) | ej φ(ω)
H ( ω ) = Đáp ứng biên độ
4.3.3. Đo tán sắc và dãi thông của sợi đơn mode. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Độ tán sắc trong sợi đơn mode phụ thuộc vào độ rộng phổ của nguồn quang , bớc sóng công tác . Đợc xác định theo biểu thức sau đây : D (λ) = ( ) λ λ τ d d [ ps / nm . km ] ( 4.15) Trong đó : τ (λ) trể xung
Để đo tán sắc và dãi thông của sợi đơn mode thì đo t (λ ) có giá trị nh sau τ ( λ ) = A + B λ2 + C λ-2 + Dλ4 [ km ] ( 4.16 ) Có thể xác định τ ( λ ) theo hai phơng pháp sau: