Đinh nghia Ưu điêm Môt sô loai PCFs

Sơi quang tinh thê PCFs

Cac bươc chê tao sơi quang tinh thê sư dung ky thuât Stack and Draw

Chê tao sơi PCFs

Tinh chât cua sơi PCFs

Hiệu ứng quang đươc gọi là phi tuyên nêu cac tham sô của nó phu thuôc vào cường đô anh sang (công suất).

Cac hiêu ưng phi tuyên

Phân loai

Do tac đông qua lai giữa cac sóng anh sang vơi cac phonon (rung đông phân tư) trong môi trường silica

Do sự phu thuôc của chiêt suất vào cường đô điện trường hoat đông, tỉ lệ vơi bình phương biên đô điện trường

SBS – Stimulated Brillouin Scattering

SRS – Stimulated Raman Scattering

SPM – Self Phase Modulation

CPM – Cross Phase Modulation

Chiêu dài hiệu dung

1 L

effeL

Thường thì tuyên đủ dài do đó L >> 1/α cho nên Leff ~ 1/α. Chẳng han như α = 0.22dB/km tai λ = 1.55μm, ta có Leff ~ 20km

“alpha” - là suy hao trong sơi (1/m)

“gamma” - là hệ sô phi tuyên ((Wm)-1)

“beta_2” - là tan săc vân tôc nhóm bâc 2 của sơi (s2/m)

“beta_3” - là tan săc vân tôc nhóm bâc 3 của sơi (s3/m)

Phân mêm NLSE (Nonlinear Shrodinger Equation)

Phân mêm NLSE đươc tao ra dựa trên phương trình Shrodinger phi tuyên

Tan săc là hiện tương dãn xung anh sang theo thời gian khi truyên tín hiệu, gây nên méo tín hiệu.◦ Đô lệch thời gian/ (1km truyên *

phổ bức xa nguồn 1nm)

Tan săc trong sơi quang

Cac loai tan săc

Tan săc vât liệu – Dmat

Tan săc ông dân sóng – Dwg

Tan săc đơn săc – Dchr

Tan săc phân cực mode - PMD

7

Chiêt suất thủy tinh thay đổi vơi những bươc sóng khac nhau gây ra

Công thức tính xấp xỉ ( 1,25-1,66μm):

Vơi thủy tinh thuân khiêt, λZDmat

= 1,276µm

Tan săc vât liệu – Dmat Tan săc ông dân sóng - Dwg

Sơi đơn mode chỉ giữ đươc 80% năng lương trong lõi, còn 20% anh sang truyên trong vỏ nhanh hơn năng lương lõi.

Phu thuôc vào hằng sô lan truyên sóng β hay phu thuôc vào cac yêu tô thiêt kê sơi a,n và λ.

Trong vùng bươc sóng từ 0 đên 1,6μm

Là tổng của tan săc vât liệu và tan săc dân sóng:

Là tan săc chủ yêu của môt sơi quang đơn mode

Đê xuất phương phap giảm tan săc đơn săc

Bằng cach thay đổi cấu trúc sơi quang ta có thê giảm tan săc dân sóng từ đó điêu chỉnh đươc đường cong tan săc gân vê không

Tan săc đơn săc – Dchr

Xung tai ngõ vào của sơi quang

Xung tai ngõ ra của sơi quang bi trải rông

Tan săc phân cực mode

Sơi quang đươc truyên vơi 2 mode sóng có chung môt tên

Cac mode là sóng điện từ phân cực tuyên tính.

Chiêt suất khac nhau trên phương truyên gây nên tan săc phân cực

Suy hao α:

◦ Cac nguyên nhân do: Hấp thu Uôn cong Tan xa

Cac tham sô truyên dân cua sơi PCFs

010(dB/km) log( )T

PL P

Diện tích hiệu dung Aeff: Là diện tích phân lõi sang bi giơi han mà tai đó cường đô anh sang giảm đi 1/e lân .

1e

22

4

( , )

( , )eff

F x y dxdyA

F x y dxdy

Không thay đổi đươc SMF: 85 µm2

Thay đổi đươc PCF: 5 µm2- 2300 µm2

Suy hao giam giữ Lc

Cac tham sô truyên dân cua sơi PCFs

0 eff8.686 Im[ ]cL k n

Λ[nm] 5 rings Loss[dB/m]

4 rings Loss[dB/m]

3 Rings Loss[dB/m]

2 rings Loss[dB/m]

1 rings Loss[dB/m]

1064 9.2x10-18 5.1x10-12 2.2x10-7 1.1x10-2 5.79x102

1310 7.2x10-16 1.8x10-8 8.4x10-5 0.44 2.4x103

1480 3.7x10-12 5.4x10-6 6.2x10-3 7.6 1.3x104

Sơi thường

Phu thuôc công nghệ chê tao�10-4 dB/m50-100 km đăt KĐ

Sơi PCFs

Giảm khi thiêt kê�10-18 dB/m

Công cu APSS

Phương phap va công cu tinh toan

FDM: Phương phap Sai phân hữu han toàn phân. Mesh: 181x181.

Phương phap tinh FDM

Thiêt kê va mô phong sơi quang tinh thê loi hôn hơp 6/8

Sinh viên: Nguyên Tiên Việt

Anh hương của cac hiệu ứng phi tuyên

Suy hao Tan săc

Muc đich thiêt kêVân đê cua sơi quang thông thương.

Sơi PCF co đương cong tan săc phăng, suy hao giam giư trên môt dai rông bươc song

Cấu trúc hôn hơp 6/8 vơi cac tham sô thiêt kê:

Λ là khoảng cach giữa hai lô khí trên vòng luc giac và là khoảng cach giữa hai vòng lô khí

Λ1 là khoảng cach giữa hai lô khí trên vòng bat giac

d1 là đường kính lô khí vòng 1

d2 là đường kính lô khí vòng 2,3,4,..,7,8

Lưa chon câu truc

d2

d1

Λ

Λ

Λ1

Silic tinh

Dựa vào tính chất đăc biệt của hình luc giac, bat giac đêu và cac hệ thức lương giac trong tam giac vuông xac đinh tọa đô cac lô khí

Kêt hơp việc xac đinh vi trí đó ta tao ra đươc cấu trúc đê xuất

Xac đinh vi tri cua cac lô khi

60o

30o

Λ

Λ

Λ

Λ

Λ/2 h

c I

(a,a)

Λ

Λ1

45o45o

ss

(a,a)

c I

Xac đinh vi trí lô khí trong vòng luc giac

Xac đinh vi trí lô khí trong vòng bat giac

(0,0)

(a,a)

C11

C21

C33

C32

C31

C22

C23

C24

C34

C35

C36

C37

X

Y

C12

Xac đinh vi trí lô khí 3 vòng trong cùng

Lựa chọn gia tri Λ=1.6µm, d2/Λ = 0.65 và d1/Λ = 0.3 0.45

Lưa chon gia tri tham sô thiêt kê

Thay đổi gia tri pitch Λ = 1.6µm lân lươt theo cac mức 1%, 2% và 5%

Khi thay đổi gia tri đường kính d1 1,2,5%

Thay đôi gia tri đương kinh d1 va d2

Khi thay đổi gia tri đường kính d2 1,2,5%

Khi thay đổi tất cả cac gia tri tham sô thiêt kê d1,d2 và Λ lân lươt 2, 5%

đô tan săc sơi đê xuất phẳng và đat gia tri D = -5.2 ps/(nm.km) trong dải bươc sóng 1.44 – 1.7µm

Thay đôi tât ca gia tri tham sô thiêt kê d1,d2 va Λ

Suy hao giam giữ của sơi tôi ưu đã đê xuất và khi thay đổi cac gia tri tôi ưu 2% và 5%.

Diên tich hiêu dung va suy hao giam giư

Diện tích hiệu dung của sơi tôi ưu đã đê xuất và khi thay đổi cac gia tri tôi ưu 2% và 5%.

Kêt quả anh sang hôi tu trong lõi ơ cac bươc sóng (a) λ = 1.2µm (b) λ = 1.35µm(c) λ = 1.55µm(d) λ = 1.8µm

Kêt qua trong APSS

(a) (b)

(c) (d)

Đường tan săc của sơi đat gia tri D = -5.2ps/(nm.km) và phẳng trong dải bươc sóng rông.

Diện tích hiệu dung của sơi nhỏ có thê ứng dung trong cac mach quang.

Sơi là đơn mode trên toàn dải bươc sóng từ 1,2 tơi 1,8 µm.

Nhân xet kêt qua

Thiêt kê va mô phong sơi quang tinh thê loi hôn hơp 5/6

Sinh viên: Nguyên Đức Triệu

Câu truc lai 5/6 Cac tham sô của cấu trúc:

Đường kính cac lô khí 2 vòng trong cùng là d1.

Đường kính cac lô khí 6 vòng ngoài cùng là d2.

Khoảng cach giữa cac lô khí trên cùng môt vòng của 2 vòng trong cùng là Λ.

Khoảng cach giữa cac lô khí trên cùng môt vòng của 6 vòng ngoài là Λ1.

X720

180

Λ1

Λ1

Λ

Λ

Λ1

Λ1

Λ1

Λ1

o

Λ1

Λ1

Λ1

60o

o

12

3

4

5

67

8

9

10

36o

Cach thưc khơi tao cac lô khi trong phân mêm APSS

Λ = 2.3 μm, d1/Λ=0.24, d2/Λ=0.55Λ =2.2 μm, d1/Λ=0.24, d2/Λ=0.557

Λ = 2.2 μm, d1/Λ=0.27, d2/Λ=0.55 Λ = 2.2 μm, d1/Λ=0.27, d2/Λ=0.55

Λ=2.2μm, d 1 /Λ=0.24, d 2 /Λ=0.55.

So sanh đương tan săc ơ cac gia tri pitch Λ khac nhau

So sanh diên tich hiêu dung ơ cac pitch Λ khac nhau

So sanh gia tri tan săc khi thay đôi kich thươc d1 quanh gia tri tôi ưu

Gia tri tan săc trong dải 1.3 1.7μm đat khoảng -27.5 0.5 ps/(nm.km)

So sanh đô dôc tan săc khi thay đôi d1 quanh gia tri tôi ưu

Trong dải bươc sóng 1.25 1.7 μm thì Dslope -0.0025 0.023.

Đăc biệt trong cưa sổ quang 1550nm Dslope 0.

So sanh diên tich hiêu dung khi thay đôi d1 quanh gia tri tôi ưu

So sanh suy hao giam giư khi thay đôi d1 quanh gia tri tôi ưu

Kêt quaTính chất Cấu trúc hybrid pentagonal-

hexagonal (lai 5/6)

Tham sô cấu trúc sơi Λ 1 = 0.85Λ, d 1 / Λ = 0.24,

d 2 / Λ = 0.55, Λ = 2.2μm

Dispersion, D

[ps/(nm.km)]

λ =1550nm

-27.25

Confinement Loss, L c

[dB/km]

10-6 10-5

(λ = 1.2 1.8μm)

Effective Area, Aeff [μm2] 12 20

CHUNG EM XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ, CÁC VỊ KHÁCH QUÝ VÀ

TOÀN THỂ CÁC BẠN ĐÃ QUAN TÂM THEO DÕI!