Xét bộ liên kết phi tuyến có chiều dài z, bán kính lõi sợi a = 4.5µm và khoảng cách giữa 2 tâm lõi sợi làd = 11.797µm, chiết suất lõin1 = 1.485, chiết suất lớp phủ n2 = 1.480 và hệ số chiết suất phi tuyến nnl = 10−12mm2/W. Tín hiệu vào có bước sóng λ = 1.53µm, hệ số liên kết C = 0.694/mm [52], Iv = 1.4×1011W/mm2, 0 = 8.854×10−12F/m.
Từ phương trình (2.13) có thể thấy hệ số công suất truyền từ sợi này sang sợi khác có tính tuần hoàn theo chiều dài bộ liên kết (hình 2.3).
Từ hình 2.3 nhận thấy, với cường độ như trên bộ liên kết phi tuyến vẫn phản ánh đặc trưng truyền lan của bộ liên kết tuyến tính. Tức là hệ số truyền qua ở hai sợi thay đổi từ 0÷1 theo chu kỳ, chứng tỏ hiệu ứng phi tuyến chưa xảy ra trong bộ liên kết phi tuyến. Gọi Lmax là độ dài bộ liên kết phi tuyến tương ứng với hệ số truyền công suất qua sợi tuyến tính đạt gần như 100 0/0. Điều này sẽ không tồn tại nếu ta tăng cường độ tín hiệu vào.
Hình 2.3: Sự truyền có tính chu kỳ của công suất trong bộ liên kết phi tuyến,n1= 1.485,n2= 1.480, nnl = 10−12mm2/W, λ = 1.53µm, C = 0.694/mm [52], Iv = 1.4×1011W/mm2, 0 = 8.854×
10−12F/m.
Ứng với các giá trị cường độ vào khác nhau, kết quả mô phỏng hệ số truyền công suất của bộ liên kết phi tuyến phụ thuộc vào chiều dài bộ liên kết như trên hình 2.4.
Hình 2.4: Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất phụ thuộc vào chiều dài bộ liên kết phi tuyến. Đường cong (1) ứng với Iv ≤ 1.4×1011W/mm2, (2) Iv = 3.5×1011W/mm2, (3) Iv = 5.05×
1011W/mm2, (4) Iv = 7.5×1011W/mm2, (5)Iv ≥20×1011W/mm2.
Từ hình 2.4 ta có nhận xét, khi sử dụng bộ tham số trên và cường độ vào có giá trị vào khoảng (Iv ≤ 1.4×1011W/mm2) thì hệ số truyền công suất cực
đại của bộ liên kết phi tuyến đạt gần như 100 0/0, nghĩa là công suất có thể truyền gần hết qua sợi tuyến tính hoặc ngược lại (đường cong (1) trên hình 2.4a và 2.4b). Trong trường hợp này hệ số truyền công suất của bộ liên kết phi tuyến không phụ thuộc vào cường độ vào giống như tính chất của bộ liên kết tuyến tính. Khoảng cường độ vào (0÷1.4×1011W/mm2) là khá rộng và đặc trưng truyền lan của bộ liên kết phi tuyến hầu như giống đặc trưng truyền lan của bộ liên kết tuyến tính. Giá trị Iv = 1.4×1011W/mm2 được gọi ngưỡng phi tuyến của bộ liên kết phi tuyến. Điều này giúp ta có thể thay bộ liên kết tuyến tính bằng bộ liên kết phi tuyến mà hầu như không ảnh hưởng đến đặc trưng truyền lan.
Khi cường độ vào tăng lên (Iv > 1.4×1011W/mm2) hệ số truyền công suất cực đại của bộ liên kết không thể đạt xấp xỉ 100 0/0, nghĩa là công suất không thể truyền hết qua sợi tuyến tính mà vẫn còn một phần trong sợi phi tuyến (đường cong (2), (3), (4) trên hình 2.4a và 2.4b).
Khi cường độ vào cao (Iv ≥ 20×1011W/mm2) thì hệ số truyền công suất qua sợi tuyến tính xấp xỉ bằng không, nghĩa là công suất không thể truyền qua sợi tuyến tính mà truyền trong sợi phi tuyến (đường gần như thẳng (5) ở hình 2.4a và 2.4b).
Cường độ vào trong khoảng (1.4×1011W/mm2 ≤ Iv ≤ 20×1011W/mm2) thì hệ số truyền công suất cực đại của bộ liên kết thay đổi theo cường độ vào như hình 2.5.
Từ hình 2.5 ta thấy khi tăng dần cường độ vào thì công suất truyền qua sợi tuyến tính giảm dần và công suất còn lại trong sợi phi tuyến tăng dần và có tính tuần hoàn theo chiều dài bộ liên kết.
Hình 2.5: Họ đường đặc trưng hệ số truyền công suất trong bộ liên kết phi tuyến khi cường độ vào
(1.4×1011W/mm2÷20×1011W/mm2).
Ứng với cường độ vào Iv = 5.05×1011W/mm2 thì hệ số truyền công suất cực đại đạt là 50 0/0 (hình 2.6).
Hình 2.6: Hệ số truyền công suất cực đại trong bộ liên kết phi tuyến đạt là 500/0 khi Iv = 5.05×
1011W/mm2.
Khi cường độ vào Iv > 5.05×1011W/mm2 thì hệ số truyền công suất qua sợi tuyến tính không thể đạt đến 50 0/0. Khi Iv = 6.67×1011W/mm2 thì hệ số truyền công suất cực đại qua sợi tuyến tính đạt 25 0/0 như hình 2.7.