Thông qua sự khao sát các xung cơ bản lan truyền trong môi trường tán sắc tuyến tính chúng ta thấy hiện tượng mở rộng xung không phải là duy nhất. Tùy thuộc vào tính chất của các xung vào mà trong quá trình lan truyền xung có thể bị nén lại hoặc giãn ra, cụ thể sau khi khảo sát chúng tôi thu được một số kết quả sau.
1. GVD làm thay đổi pha của mỗi thành phần phổ xung, nó phụ thuộc vào tần số và khoảng cách lan truyền xung. Cụ thể là chúng không làm ảnh hưởng tới phổ xung nhưng chúng có thể làm thay đổi hình dạng xung.
2. Đối với xung vào dạng Gauss lan truyền trong chế độ GVD, sẽ duy trì hình dạng nhưng cường độ của đỉnh xung bị giảm. Độ rộng xung tăng theo
khoảng cách lan truyền, mức độ mở rộng phụ thuộc vào chiều dài tán sắc LD, xung ngắn mở rộng nhiều hơn vì chiều dài tán sắc nhỏ.
Trong chế độ tán sắc dị thường (β <2 0) sườn trước của xung trong quá
trình lan truyền sẽ bị dịch về phía bước sóng dài làm phần đầu xung nén lại, còn sườn sau sẽ bị dịch về phía bước sóng ngắn làm phần sau xung giãn ra. Trong chế độ tán sắc thường (β >2 0)thì quá trình hoàn toàn ngược lại.
Khi xung lan truyền trong chế độ GVD, độ dịch tần là tuyến tính và dạng phổ của xung không bị thay đổi trong qua trình lan truyền.
3. Đối với xung vào dạng Gauss chirp và secant – hyperbple nó vẫn duy trì dạng trong quá trình lan truyền. Độ mở rộng của xung phụ thuộc vào hệ số tán sắc vận tốc nhóm β2 và thông số chirp C.
Các xung bị chirp có thể bị giãn hoặc bị nén phụ thuộc vào β2 và C có
cùng dấu hay không. Tán sắc gây ra sự gia tăng chirp dẫn tới mở rộng xung, do sự gia tăng chirp ảnh hưởng tới tốc độ và sự xuấ hiện của các thành phần phổ xung, sự thay đổi của vận tốc làm tăng sự chậm chễ dẫn tới sự mở rộng của xung. Độ lớn của sự chậm chễ tăng theo khoảng cách lan truyền.
Xung secant – hyperbole và xung Gauss có đặc điểm mở rộng xung do tác động của GVD là giống nhau, tuy nhiên tỷ lệ mở rộng xung secant – hyperbole nhỏ hơn so với xung Gauss ở cùng khoảng cách lan truyền trong trường hợp unchirp (C = 0).
KẾT LUẬN CHUNG
Với mục đích “Khảo sát sự biến dạng xung lan truyền trong sợi quang tán sắc vận tốc nhóm của một số xung cơ bản’’ chúng tối đã thu được một số kết quả sau:
1. Xây dựng được biên độ xung của các dạng xung khác nhau sau khoảng cách lan truyền z tại thời điêm T, thuận tiện cho quá trình khảo sát và vẽ đồ thị. Nhìn chung khi ánh sáng lan truyền trong môi trường phi tuyến các thông số của xung trong quá trình lan truyền chịu ảnh hưởng của nhiều hiệu ứng khác nhau.
2 . Khi trường quang học lan truyền trong sợi quang sẽ bị suy hao và méo tín hiệu. Suy hao tín hiệu là một trong những đặc tính quan trọng của quá trình lan truyền ánh sáng trong sợi quang vì nó quyết định khoảng lặp tối đa giữa máy phát và máy thu. Còn méo tín hiệu do hiện tượng tán sắc cũng là một đặc tính quan trọng không kém khi ánh sáng lan truyền trong sợi quang vì tán sắc làm xung bị giãn. Nếu khoảng cách lan truyền đủ lớn sẽ làm cho xung chồng lấn lên vùng lân cận gây ra lổi tại máy thu.
3 . Khi xung ánh sáng lan truyền trong môi trường tán sắc tuyến tính hiện tượng mở rộng xung không phải là duy nhất. Tùy thuộc vào tính chất của xung vào mà trong quá trình lan truyền xung có thể bị nén lại hoặc giãn ra. Nguyên nhân chủ yếu của hiện tượng nén xung cũng như giãn xung là do sự phụ thuộc của vận tốc nhóm vào tần số ω. Nhưng nói chung hiệu ứng tán sắc vận tốc nhóm làm mở rộng xung.
Các xung Gauss không chirp khi lan truyền trong sợi quang nhìn chung không xuất hiện hiện tượng nén xung, dạng của xung Gauss không đổi trong quá trình lan truyền, cường độ đỉnh xung sẽ giảm khi khoảng cách lan truyền tăng và độ rộng xung tăng theo khoảng cách lan truyền. Còn các xung Gauss
chirp khi lan truyền có thể xuất hiện hiện tượng nén xung trong trường hợp
2 0
Cβ < ở một khoảng cách lan truyền nhất định, độ rộng giảm đến giá trị cực tiểu, sau đó thì xung sẽ bị giãn và độ rộng của xung tăng. Những ảnh hưởng chủ yếu của hệu ứng tán sắc vận tốc nhóm là làm mở rộng xung.
Đối với các xung vào dạng secant – hyperbole thì tán sắc làm mở rộng xung giống với trường hợp xung vào dạng Gauss nhưng tỷ lệ mở rộng nhỏ hơn so với xung Gauss và có hiện tượng hơi méo ở hai bên cạch của xung có thể nhìn thấy giữa khoảng cách z=1,5LD và z=2.5LD.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hồ Quang Quý, 2007,"Quang phi tuyến ứng dụng" NXB Đại học Quốc gia Hà nội.
[2] Govind P. Agrawal, “Nonlinear Fiber Optic”, Academic Press 2001. [3] D. Marcuse, “Theory of Dielectric Optical Waveguides” (Academic
Press, San Diego, CA, 1991), Chap. 2.
[4] A. W. Snyder and J. D. Love, “Optical Waveguide Theory” (Chapman and Hall, London, 1983), Chaps. 12–15.
[5] J. A. Buck, “Fundamentals of Optical Fibers” (Wiley, New York, 1995), Chap. 3.
[6] D. Marcuse, “Theory of Dielectric Optical Waveguides” (Academic Press, San Diego, CA, 1991), Chap. 2.
[7] D. Marcuse, J. Opt. Soc. Am. 68, 103 (1978).
[8] Robert G. Winch, 1993, "Telecommunication transmission systems- microwave, Fiber optic," United States of America.
[9] Vũ Văn San, Đỗ Trung Tá, 2003, "Hệ thống thông tin quang," Tập 1, 2; NXB Bưu Điện.
[10] Govind P.Agrawal, 1997, "Fiber optic communication systems," Second Ed, John Wiley and Sons, New York, USA.
[11] Cao long Vân, Đinh Xuân Khoa, M.Trppenbach, , 2003, "Cơ sở quang học phi tuyến" tủ sách trường Đại học Vinh.
[12] G. P. Agrawal, 1989, “Supercontinuum Laser Source”, R. R. Alfano, ed. Springer-Verlag, Heidelberg.
[13] H.A. Haus, 1984, "Waves and Fields in Optoelectronics'' Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
[14] P. M. Morse and H. Feshbach, 1953, "Methods of Theoretical Physics"
McGraw-Hill, New York. [15] D. Marcuse, "Appl. Opt.". 1981.