Bù tán sắc bằng cách tử Bragg

Nguyên lý chế tạo sợi cách tử để bù tán sắc dựa trên điều kiện phản xạ Bragg:2n 

.

Trong đó: n = 1, 2, 3, ...; Λ: bƣớc của cách tử; λ : bƣớc sóng ánh

sáng.

Hình 3. 3. Nguyên lý phương pháp bù tán sắc bằng cách tử sợi Bragg

Sợi cách tử Bragg đƣợc chế tạo bằng cách dùng tia tử ngoại chiếu qua một mặt nạ ánh sáng vào sợi quang đơn mode chuẩn để tạo ra các vùng có chiết suất khác nhau phân bố dọc theo chiều dài Z của sợi. Để bù lại tán sắc vận tốc nhóm GVD, chu kỳ quang của cách tử đƣợc chế tạo sao cho ngiảm dọc theo độ dài của nó để cho ra GVD chuẩn (2 0). Trong sợi quang đơn mode tiêu chuẩn, các thành phần tần số cao của xung sẽ lan truyền nhanh hơn các thành phần tần

57

số thấp. Vì bƣớc sóng Bragg giảm dọc theo độ dài cách tử cho nên các thành phần tần số cao sẽ di chuyển thêm vào cách tử trƣớc khi đƣợc phản xạ và phải chịu trễ nhiều hơn các thành phần tần số thấp. Nhƣ vậy trễ tƣơng đối đƣợc xuất hiện do cách tử sẽ bù lại GVD do sợi và bù đƣợc tán sắc sợi. Tham số tán sắc Dg của cách tử có độ dài Lg đƣợc xác định bằng mối liên hệ sau:

R g g

T D L  ( 3 . 1 0 )

Trong đó TR là thời gian đi vòng ở bên trong cách tử và  là sự sai khác về các bƣớc sóng Bragg tại hai đầu của cách tử. Vì Tg 2 Lg

c



 cho nên tán sắc cách tử đƣợc cho bởi biểu thức sau :

2 R g g T n D L  c      ( 3 . 1 1 )

Việc sử dụng sợi cách tử Bragg để bù tán sắc có rất nhiều ƣu điểm, do đó nó đƣợc sử dụng rộng rãi trên thực tế. Ƣu điểm đầu tiên phải kể đến là kích thƣớc của nó khá khiêm tốn trong khi bù đƣợc lƣợng tán sắc lớn, dễ dàng trong việc ghép nối với sợi quang và suy hao xen nhỏ. Tuy nhiên nó cũng có một nhƣợc điểm là cần sự ổn định về nhiệt độ cao do chỉ một thay đổi nhỏ về chiều dài sợi cách tử cũng có thể làm thay đổi hoàn toàn đặc tính bù tán sắc của nó.