CÁCH TỬ BRAGG SỌI QUANG chương 1

Mô hình cách tử Bragg quang được đưa ra và chứng minh các tính chất của nó lần đầu tiên vào năm 1978 bởi Hill et al. Đến năm 1989, nó được mô tả một cách rõ ràng hơn bởi Meltz et al
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CÁCH TỬ BRAGG SỌI QUANG chương 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN THÔNG TIN QUANGĐỀ TÀI: CÁCH TỬ BRAGG SỌI QUANG CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG1. 1. Lịch sử phát triển của cách tử Bragg quang Mô hình cách tử Bragg quang được đưa ra và chứng minh các tính chất của nólần đầu tiên vào năm 1978 bởi Hill et al. Đến năm 1989, nó được mô tả một cáchrõ ràng hơn bởi Meltz et al, cách tử Bragg quang được tạo ra bằng cách sử dụngphép chiếu giao thoa hai luồng tia cực tím UV-exposure. Với sự phát triển củamình, FBG có liên quan trực tiếp và chặt chẽ với sự phát triển của sợi quang, nó cókhả năng sử dụng trong việc xây dựng các bộ lọc d ùng để tách ghép kênh trong hệthống truyền tải dữ liệu đa kênh. Nổi bật nhất trong những ứng dụng này là FBGđược dùng cho hệ thống DWDM, FBG là cơ sở cho các thiết bị lựa chọn thụ độngcho các bước sóng đơn, ghép bước sóng và chọn bước sóng băng hẹp. Nó làm việctốt trong điều kiện các yếu tố về nhiệt độ và sức căng được đảm bảo bởi vì các điềukiện này có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của FBG. Sự phát triển nhanh chóng của FBG về các ứng dụng trong mạng viễn thôngquang và các hệ thống cảm biến đã thúc đẩy là nâng cao tốc độ đột phá trongnghiên cứu, những kết quả này đã làm cải thiện và phát triển chất lượng cũng nhưcác tính năng của các thiết bị quang. Trong tương lai, các tính năng của các thiết bịnày có thể vượt qua các giới hạn hiện tại bằng việc sử dụng kĩ thuật photonic. Tính năng nhạy cảm với môi trường là một điểm không tốt của FBG, tuy nhiênhiện nay nó lại được sử dụng rất nhiều trong các hệ thống cảm biến. Một trong cácứng dụng là cầu chì sillica, nó liên quan đến tính chất không bị ảnh hưởng bởi điệntừ trường của FBG. FBG có chu kì lớn được đưa ra và chứng minh bởi Vengkarsar và nhóm nghiêncứu của ông, nó lập tức được ứng dụng rộng rãi trong các bộ lọc thông băng vàđược sử dụng trong các hệ thống mạng DWDM, đó là các bộ cân bằng khuyếch đạiEDFA, trong các hệ thống laser như các thiết bị cân bằng laser phát. Hơn nữa,FBG đang trở nên rất phổ biến với tư cách là một thiết bị quang đơn giản, linh hoạtvà có vô số các ứng dụng trong các thiết bị và hệ thống quang. Các dạng cách tử Bragg hiện đang đ ược sử dụng phổ biến trong các ứng dụnghiện nay bao gồm các loại : FBG chu kì đều (Normal FBG), FBG chu kì tuyến tính(linear chirped FBG) và Apodisation FBG.1. 2. Sơ lược công nghệ chế tạo FBG Kĩ thuật để tạo ra cách tử Bragg quang đầu tiên là kĩ thuật mặt nạ biên độ phátminh do Vengsarkar et al, phương pháp này sử dụng sợi quang Si-Ge giàu Hidrođặt trong môi trường chiếu xạ laser KrF (λ = 248 nm) thông qua mặt nạ biên độlàm bằng silica mạ Crom. Mỗi cách tử được tạo ra trên sợi quang có độ dài chừng1 inch và chu kì của cách tử vào khoảng 60 µm cho đến 1 mm. Phổ truyền ánhsáng của cách tử được giám sát ngay trong quá trình tạo nên cách tử, thời gian đểtạo ra một cách tử nằm trong khoảng 5 – 10 phút. Phương pháp mặt nạ biên độ nàylà phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay do độ tin cậy trong toàn bộquá trình sử dụng nó. Với việc cho phép các mặt nạ biên độ có thể được tái sửdụng và các yêu cầu trong lúc chế tạo được giảm thiểu đã làm giảm giá thành củasản phẩm. Nhược điểm của phương pháp này là việc để tạo ra các cách tử có chu k ìkhác nhau chúng ta chỉ co duy nhất một cách đó là thay đổi bằng các mặt nạ có chukì khác nhau và điều này làm tăng giá thành sản phẩm. Zhang et al đã chế tạo cách tử Bragg quang bằng cách sử dụng phương phápchiếu xạ trực tiếp tia UV lên sợi quang theo điểm - điểm. Quá trình chiếu xạ điểmđiểm phụ thuộc vào các yêu cầu về chu kì và đáp ứng phổ. Quá trình này được điềukhiển bởi một máy tính sử dụng chương trình điều khiển đóng ngắt chiếu xạ và vìvậy nó có ưu điểm rất lớn đó là có khả năng điều khiển một cách mềm dẻo chu kìcủa cách tử sản phẩm bằng việc thay đổi các thông số chiếu xạ thông qua phầnmềm điều khiển. Nhược điểm chính của phương pháp này là việc nó tiêu tốn nhiềuthời gian trong việc chiếu xạ, hơn nữa yêu cầu kĩ thuật của phương pháp này rấtnghiêm ngặt. Một kĩ thuật mới dùng để chế tạo FBG sử dụng chiếu xạ tập trung xung laserhồng ngoại femto giây. Phương pháp này được thuyết trình bởi Kondo et al. Trongkĩ thuật này, sợi quang được chọn là sợi quang đơn mode tiêu chuẩn cho truyền tải(NA=0. 11, đường kính trường mode 9. 3  0. 5 µm, đường kính vỏ 125  2 µm,bước sóng cắt 1260  40 µm). Lõi và vỏ của sợi quang lần lượt là Silica nguyênchất và Silica pha Ge. Các xung laser được sử dụng để gây ảnh hưởng tạo ra sựthay đổi chiết suất của sợi. Độ rộng xung laser khoảng 120 fs, bước sóng 800 nmvà tần số lặp khoảng 200 khz. Chùm laser được đưa tới và tập trung trong phạm vikhoảng 20 λ ở lõi của sợi quang. Các tính năng của FBG sản phẩm đ ược giám sátbởi camera CCD đặt trên microscope. Sợi quang được đặt vào một máy tính điềukhiển và sẽ được chiếu xạ laser hồng ngoại bởi ...