- Ảnh hƣởng của chirp phi tuyến bậc hai và bậc ba đối với xung dạng Gauss trong. - thông tin quang. - Trình bày sự tạo xung cực ngắn: cơ chế phát xung cực ngắn bằng phƣơng pháp đồng bộ mode. - khóa mode chủ động. - khóa mode bằng phƣơng pháp bơm đồng bộ. - khóa mode thụ động. - xung cực ngắn dạng soliton. - Nghiên cứu quá trình truyền dẫn trong thông tin quang: phƣơng trình truyền sóng. - sự mở rộng xung trong thông tin quang. - bù trừ tán sắc trong thông tin quang. - hệ thống thông tin soliton. - Khảo sát ảnh hƣởng của chirp phi tuyến bậc hai và bậc ba đối với xung dạng Gauss trong thông tin quang đã thu đƣớc kết quả nhƣ sau: xung dạng Gauss truyền qua sợi quang đơn mode. - khảo sát độ rộng xung theo tham số chirp C khi truyền qua sợi có chiều dài L. - khảo sát xung Gauss có chirp phi tuyến bậc 2 đi vào sợi quang. - xung Gauss có chirp phi tuyến bậc 3 đi vào sợi quang. - xung Gauss truyền qua sợi quang trong không gian ba chiều.. - Thông tin quang. - Chirp phi tuyến. - Cơ chế phát xung cực ngắn bằng phƣơng pháp đồng bộ mode. - Hiện nay, về lý thuyết và thực nghiệm, có hai nguyên tắc phổ biến để phát xung laser cực ngắn đó là: nguyên tắc biến điệu độ phẩm chất Q (Q-Switching) và nguyên tắc đồng bộ mode. - Với nguyên tắc biến điệu độ phẩm chất có các phƣơng pháp nhƣ: gƣơng quay, biến điệu quang điện, sử dụng chất hấp thụ bão hòa. - Với nguyên tắc khóa mode thƣờng sử dụng các phƣơng pháp chủ yếu là khóa mode chủ động, bơm đồng bộ hoặc khóa mode thụ động. - Trong phƣơng pháp khóa mode chủ động, thƣờng dùng một biến tử (modulator) đƣợc điều khiển từ bên ngoài để đồng bộ các xung theo thời gian trong buồng cộng hƣởng, dựa trên biến điệu biên độ. - hoặc biến điệu tần số. - Phƣơng pháp bơm đồng bộ thực hiện bằng cách bơm một laser qua một đoàn xung liên tục của một laser khác mà laser này đã đƣợc đồng bộ mode. - Còn trong phƣơng pháp khóa mode thụ động, sự đồng bộ pha đƣợc tạo ra nhờ chất hấp thụ bão hòa đặt trong buồng cộng hƣởng. - Ƣu điểm của phƣơng pháp khóa mode thụ động so với khóa mode chủ động là không cần sự đồng bộ của các thiết bị ngoại vi và độ nhạy của sự biến điệu thụ động là nhanh hơn, vì thế cho phép tạo ra những xung cực ngắn và ổn định hơn nhiều.. - Nguyên tắc đồng bộ mode ( khóa mode). - Các phƣơng pháp khóa mode có thể sử dụng sự biến điệu biên độ, biến điệu tần số, bơm đồng bộ hay va chạm xung. - Cơ chế đồng bộ mode có thể hiểu nhƣ sau: Để tạo đƣợc xung có công suất lớn, một trong các phƣơng pháp là giữ cho các mode đƣợc phát có biên độ gần nhƣ nhau và pha của chúng là đồng bộ.. - Khóa mode chủ động. - Kĩ thuật khóa mode phổ biến nhất là biến điệu âm quang trong buồng cộng hƣởng.. - Khóa mode bằng phƣơng pháp bơm đồng bộ.. - Đồng bộ có thể thực hiện đƣợc bằng cách bơm một Laser qua mode đoạn xung liên tục của một Laser khác mà Laser này đã đƣợc đồng bộ mode. - Vậy khi xung truyền qua một mẫu phi tuyến, xung sẽ chịu ảnh hƣởng của các hiệu ứng của tán sắc vận tốc nhóm và sự tự biến điệu pha làm các xung bị mở rộng và không còn đồng pha, dẫn đến trong quá trình lan truyền, xung có thể bị nén lại hay. - Xung cực ngắn dạng soliton. - Thuật ngữ soliton đƣợc đề xuất năm 1965 để mô tả tính chất hạt của xung trong môi trƣờng phi tuyến. - Dƣới các điều kiện xác định, xung không những không bị méo dạng khi truyền mà còn có thể va chạm với nhau nhƣ các hạt. - Laser Soliton Raman sợi quang. - Ngƣời ta có thể xây dựng Laser Soliton chỉ chứa một cộng hƣởng. - các xung bơm có thể chuyển vòng quanh cộng hƣởng và chỉ sử dụng xung stokes để kích thích. - Điều đó sẽ cho phép có thể tạo ra những xung ngắn hơn rất nhiều sovới xung bơm. - Điều này có thể thực hiện với Laser Soliton hai cộng hƣởng (Mallenauer và Stolen). - Phƣơng trình truyền sóng. - Phƣơng trình truyền sóng cơ bản. - Trong sợi quang đơn mode mỗi một thành phần tần số của trƣờng quang truyền trong sợi quang có dạng:. - Biên độ có thể thu đƣợc bằng phép biến đổi Fourier ngƣợc có kết qua nhƣ sau:. - Sự mở rộng xung xuất phát từ tính phụ thuộc tần số. - Nếu không có tán sắc 2. - Các phƣơng trình Maxwell. - Sự mở rộng xung trong thông tin quang. - Sự mở rộng xung do tán sắc vận tốc nhóm (GVD).. - Sự mở rộng xung do tự điều biến pha(SPM).. - Bù trừ tán sắc trong thông tin quang 2.3.1. - Hiện tƣợng tán sắc trong sợi quang - Tán sắc mode. - Tán sắc vật liệu - Tán sắc dẫn song - Tán sắc bậc cao - Tán sắc phi tuyến - Tán sắc mode phân cực. - Tính toán hợp lý các số liệu về độ dài đoạn cách tử Bragg, hàm thay đổi của chu kỳ các cách tử L(z), ngƣời ta có thể thu đƣợc xung ánh sáng có độ rộng nhƣ ở đầu phát.. - Hệ thống thông tin soliton. - một xung có chop có thể đƣợc nén trong suốt quá trình truyền bất cứ khi nào tham số GVD 2 và tham số chirp C ngƣợc dấu để 2 C âm. - Hơn thế nữa, chirp do SPM là phụ thuộc vào công suất, nên không khó tƣởng tƣợng rằng dƣới điều kiện xác định, SPM và GVD có thể kết hợp để chirp do SM có thể triệt tiêu sự mở rộng xung do GVD. - Khi đó xung có thể truyền thông biến dạng dƣới dạng soliton.. - Tuy nhiên, khi các bit thông tin đƣợc sử dụng là soliton thì định dạng NRZ có thể sẽ không đƣợc sử dụng. - CHƢƠNG 3: ẢNH HƢỞNG CỦA CHỚP PHI TUYẾN BẬC 2, BẬC 3 ĐỐI VỚI XUNG DẠNG GAUSS TRONG THÔNG TIN QUANG. - Xung dạng Gauss truyền qua sợi quang đơn mode.. - Xung Gauss không có chirp qua sợi quang đơn mode Giả sử dạng xung Gaus lối vào có dạng:. - T0 là nửa độ rộng phổ tại tần số 1/e. - Xung Gauss có chirp qua sợi quang đơn mode. - Một xung vào dạng Gauss đổi tần (có chirp) truyền trong sợi quang ở z = 0 có biên độ ban đầu dạng:. - Giá trị số của C có thể đƣợc ƣớc tính từ chiều rộng quang phổ của xung Gaussian.. - Một sung sáng đƣợc gọi là có chirp nếu tần số trung tâm thay đổi theo thời gian, sự thay đổi tần số xác định theo sự thay đổi pha theo thời gian:. - Phổ Fourier của xung có chirp bị mở rộng hơn khi xung không có chirp:. - Trong trƣờng hợp không có chirp (C = 0), chiều rộng phổ biến đổi giới hạn và thỏa mãn ΔωT0 = 1. - Nhƣ vậy, chiều rộng phổ của xung của xung có chirp tuyến tính phụ thuộc vào hằng số C theo biểu thức (1 + C 2 ) 1/2 . - Phƣơng trình (3.8) có thể đƣợc sử dụng để ƣớc tính | C | từ các phép đo của Δω và T0.. - Giải phƣơng trình truyền sóng i A A. - Độ rộng xung thay đổi theo khoảng cách truyền z. - (3.15) T 1 là nửa độ rộng xung đi ra đƣợc xác định tƣơng tự nhƣ T 0 . - là độ dài tán sắc. - Xung có chirp có thể mở rộng hoặc nén phụ thuộc vào C và 2 cùng dấ hay trái dấu. - nếu C 2 >0 thì xung Gauss có chirp mở rộng đồng nhất nhanh hơn so với xung không có chirp. - 0 thì độ rộng xung ban đầu giảm cực tiểu tại khoảng cách. - Khảo sát độ rộng xung theo tham số chirp C khi truyền qua sợi có chiều dài L. - Khảo sát xung Gauss có chirp phi tuyến bậc 2 đi vào sợi quang Xét xung Gauss đầu vào có dạng:. - Khảo sát xung Gauss có chirp phi tuyến bậc 3 đi vào sợi quang Xét xung Gauss đầu vào có dạng:. - Khảo sát xung Gauss truyền qua sợi quang trong không gian ba chiều Trƣờng hợp không có chirp. - Trƣờng hợp có chirp tuyến tính Trƣờng hợp phi tuyến bậc 2 Trƣờng hợp phi tuyến bậc 3. - Với các phƣơng pháp khóa mode, thực nghiệm thƣờng sử dụng hai phƣơng pháp chính là khóa mode chủ động (tích cực) và khóa mode thụ động. - So với phƣơng pháp khóa mode chủ động thì phƣơng pháp khóa mode thụ động có nhiều ƣu điểm hơn vì không cần sự đồng bộ của các thiết bị ngoại vi và độ nhạy của sự biến điệu thụ động là nhanh hơn, vì thế cho phép tạo ra những xung cực ngắn và ổn định hơn nhiều. - Trong phƣơng pháp khóa mode thụ động, thƣờng sử dụng hiệu ứng bão hòa phi tuyến của chất hấp thụ bão hòa.. - Trong quá trình lan truyền xung có thể bị nén lại hay mở rộng ra, tuỳ thuộc vào mối tƣơng quan giữa các hiệu ứng đó. - Phƣơng pháp giải phƣơng trình Schrửdinger phi tuyến, đó là phép gần đúng giải tích sử dụng phƣơng pháp tán xạ ngƣợc kết hợp với phƣơng pháp số. - Các kết quả tính toán cho các trƣờng hợp riêng có thể giải thích đƣợc một số ảnh hƣởng chính lên xung sáng cực ngắn dạng soliton lan truyền trong môi trƣờng phi tuyến.. - Qua nghiên cứu, khảo sát ảnh hƣởng của chirp phi tuyến đối với xung dạng Gauss trong thông tin quang, chúng tôi đã thu đƣợc một số kết quả chính nhƣ sau:. - Ảnh hƣởng của chirp phi tuyến bậc 2 đối với xung dạng Gauss khi qua sợi quang đơn mode. - Ảnh hƣởng của chirp phi tuyến bậc 3 đối với xung dạng Gauss khi qua sợi quang đơn mode. - Khảo sát cƣờng độ xung dạngr Gauss truyền qua sợi quang. - Khi xung có chirp xuất hiện thêm các đỉnh phụ nhƣng cƣờng độ xung vẫn giảm + Tăng dần tham số chirp C thì thấy độ rộng xung bị thu nhỏ dần, các xung phụ ở hai bên cực đại chính tăng dần. - Tăng tham số chirp C thì tỉ số cƣờng độ không đổi đồng thời tỉ số nửa độ rộng xung giảm dần. - Khi tỉ số nửa độ rộng xung nhỏ hơn 1 thì cuwngf độ xung bắt dàu tăng lên. - Khi khoảng cách z/Ld tăng dần thì cƣờng độ đỉnh xung giảm dần đồng thời tỉ số nửa độ rộng xung tăng dần. - Khảo sát hình ảnh dạng xung dạng Gauss ba chiều + Khi có chirp thì cƣờng độ xung giảm dần.. - Khi có chirp phi tuyến thì đỉnh xung nhọn hơn. - Số xung phụ ở trƣờng hợp có chirp phi tuyến nhiều hơn trong trƣờng hợp có chirp tuyến tính.. - Khảo sát ảnh hƣởng của tham số chirp phi tuyến ( dạng phức tạp ) đối với dạng xung dạng Gauss và các dạng xung khác.. - Khảo sát ảnh hƣởng của tán sắc bậc cao đến dạng xung dạng Gauss. - Nguyễn Mạnh Hùng (2007), Nghiên cứu sự biến đổi và lan truyền xung cực ngắn qua môi trường phi tuyến trong buồng cộng hưởng vòng, Luận án tiến sĩ Vật Lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội.