( )z TA zT [i ( )T ]AMm
2.2.Ảnh hưởng cụ thể của các hiệu ứng phi tuyến lên quá trình lan truyền tín hiệu trong sợi quang có liên kết
truyền tín hiệu trong sợi quang có liên kết
2.2.1. Khảo sát với điều kiện chung
Khảo sát chuyển mạch quang học trong các sợi quang có liên kết đôi sử dụng chùm tia liên tục là rất khó bởi vì những giá trị tương đối cao của công suất tới hạn trong các sợi quang SiO2. Ta có thể ước lượng Pc bởi biểu thức:
[ (1 )]/ / 4κ γ −σ = c P (2.2.1)
Sử dụng những giá trị gần đúng của κ và γ và đặt tham số CPM σ ≈0. Nếu chúng ta lấy κ = 1 cm-1 và γ = 10 W-1/km như một giá trị đặc trưng, ta có
Pc = 40 kW.
Sử dụng các xung quang học ngắn với công suất cực đại nhưng đủ rộng để các ảnh hưởng GVD không đáng kể (trường hợp chuẩn liên tục) với mục đích tránh sự hao tổn tới vật liệu SiO2.Có một vấn đề hiển nhiên với việc sử dụng các xung quang học trong chế độ chuẩn liên tục đó là: Chỉ phần chính trung tâm của xung đầu vào được chuyển mạch từ đó những xung phụ xuất hiện trạng thái công suất thấp.
Như vậy, cường độ không đồng dạng của những xung quang học dẫn tới sự méo xung, thậm chí khi ảnh hưởng của hiệu ứng tán sắc vận tốc nhóm GVD là không đáng kể. Những đường cong đứt nét trong hình 2.4 cho thấy những nét đặc trưng của một sợi quang có liên kết tới những xung đầu vào có các giá trị cường độ khoảng sech2(t/T0).
Các đường cong này mô tả các mức năng lượng tương đối trong hai lõi và được tạo thành bởi sự kết hợp trên hình dạng của các xung. Khi so sánh với trường hợp của sóng liên tục (CW), xung chuyển mạch không những chậm mà còn không hoàn toàn, gần 75% công suất cực đại của xung đầu vào còn lại trong lõi thậm chí cả khi mức độ công suất cực đại trong lõi hơn 2Pc.
Trạng thái bất lợi này hạn chế sự hữu dụng của các sợi quang có liên kết như một chuyển mạch toàn quang.
Kết quả được đưa ra trong hình 2.4 không bao gồm ảnh hưởng của GVD [12]. Tình trạng trở nên bất lợi hơn trong trường hợp GVD thường vì sự mở rộng của xung, tuy nhiên hiệu suất của các sợi quang có liên kết sẽ được cải thiện cho các xung quang học có GVD dị thường và sự lan truyền như một soliton.
Với những kết quả thu được trong các thí nghiệm tiến hành từ năm 1985 đến năm 1988 với các xung quang ngắn cỡ ns truyền trong điều kiện GVD thường đã thu được các kết quả: Tại các mức công suất đầu vào thấp, khoảng 90% năng lượng của xung được truyền tải đến lõi bên cạnh. Những đặc trưng của sự chuyển mạch đã đo được thống nhất với lý thuyết được dự đoán mô tả
C ôn g su ất đ ầu r a tư ơn g ứ ng ( dB )
Công suất đầu vào (P0 / PC) (a.u)
Hình. 2.4. Sự chuyển mạch phi tuyến của chùm sóng liên tục trong một sợi quang có liên kết đôi. Những đường đậm nét cho thấy công suất tương đối giữa hai cổng ra như một hàm của công suất đầu vào. Những đường đứt nét chỉ ra sự hưởng ứng liên kết trong trường hợp sóng chuẩn liên tục
bằng đường đứt nét trong hình 2.4. Sự tán sắc sợi quang đóng một vai trò tương đối không quan trọng thậm chí với 100 xung fs vì độ dài rất ngắn của liên kết sử dụng trong thí nghiệm (L≤ LD). Với những phép đo lường tương
quan đã chứng tỏ rằng chỉ có phần chính của xung đảm nhận việc chuyển mạch. Năm 1983 người ta tiến hành khảo sát với việc sử dụng xung fs dạng hình vuông và kết quả được cải thiện đáng kể, từ đó người ta sử dụng chúng để tránh sự vỡ các xung.