Danh mục

CÁCH TỬ BRAGG SỌI QUANG chương 4

Số trang: 27      Loại file: pdf      Dung lượng: 660.63 KB      Lượt xem: 12      Lượt tải: 0    
Xem trước 3 trang đầu tiên của tài liệu này:

Thông tin tài liệu:

Tán sắc trong quang sợi đơn mode là một trong những hiện tượng vật lý ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của mạng thông tin quang tốc độ cao dùng bước sóng ánh sáng vùng cửa sổ 1550nm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CÁCH TỬ BRAGG SỌI QUANG chương 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ MÔN THÔNG TIN QUANGĐỀ TÀI: CÁCH TỬ BRAGG SỌI QUANG CHƯƠNG 4 CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÁCH TỬ BRAGG SỢI QUANG4. 1 Ứng dụng của cách tử Bragg quang trong bù tán sắc4. 1. 1 Giới thiệu Tán sắc trong quang sợi đơn mode là một trong những hiện tượng vật lý ảnhhưởng nghiêm trọng đến chất lượng của mạng thông tin quang tốc độ cao d ùngbước sóng ánh sáng vùng cửa sổ 1550nm. Nó làm tăng tỉ lệ lỗi bit, giới hạn tốc độhoặc khoảng cách truyền c ủa mạng. Để xây dựng hoặc nâng cấp những mạngthông tin quang (OTDM, DWDM, OCDMA) kích thư ớc lớn (vài nghìn km), tốcđộ cao (vài chục Gbit/s) thì một vấn đề quan trọng phải giải quyết đó là giảm tốithiểu độ tán sắc trong sợi cáp quang. Một số giải pháp khắc phục hiện tượng tán sắc đang được áp dụng hiện nay trênthế giới là sử dụng các cáp quang thông tin có độ tán sắc tối thiểu (dispersion-shifted fibers) hoặc cáp quang có khả năng bù độ tán sắc (dispension-compensatingfibers). Tuy nhiên các phương pháp này có một nhược điểm là chi phí lớn do giáthành cáp quang đặc biệt này đắt hơn nhiều so với cáp quang thông tin thôngthường. Ngoài ra phải tính đến chi phí để thay thế toàn bộ các cáp quang thôngthường đã lắp đặt trước đó hoặc lắp đặt thêm những đoạn cáp quang bù tán sắc khádài (cỡ vài km cáp quang bù tán sắc để bù cho vài chục km cáp quang thường).Hiện nay có một hướng nghiên cứu mới sử dụng các quang sợi có lõi là các cách tửBragg để bù độ tán sắc. Ưu điểm của phương pháp này là thiết bị có kích thướcnhỏ gọn, chế tạo đơn giản, và hoạt động rất có hiệu quả. Phương pháp bù độ tánsắc trong quang sợi đơn mode dùng quang sợi cách tử Bragg chu kỳ thay đổi tuyếntính (linear chirped Fiber Bragg Grating).4. 1. 2 Hiện tượng tán sắc trong sợi cáp quang Hiện tượng một xung ánh sáng bị giãn rộng ra về mặt thời gian sau một quãngđường truyền nhất định trong sợi cáp quang được gọi là hiện tượng tán sắc trongsợi cáp quang. Có ba nguồn gây nên hiện tượng tán sắc đó là: - Tán sắc vật liệu - Tán sắc dẫn sóng - Trễ nhóm Đối với các bước sóng trong phạm vi 1550nm thì tán sắc vật liệu là nguyênnhân chính gây nên hiện tượng tán sắc. Tán sắc vật liệu sinh ra là do trong một sợicáp quang, vận tốc ánh sáng cũng như chiết xuất của quang sợi là một hàm số củabước sóng ánh sáng tín hiệu. Hình vẽ 1 biểu diễn sự thay đổi của vận tốc nhóm củamột xung ánh sáng đối với các b ước sóng khác nhau trong một sợi cáp quangthông tin đơn mode thông thường.Hình 4.1 Sự thay đổi của vận tốc nhóm theo bước sóng trong quang sợi đơn mode thông thường Trên hình vẽ 1, chúng ta nhận thấy tại các bước sóng vùng cửa sổ 1550nm, vậntốc nhóm tỷ lệ nghịch với bước sóng của ánh sáng. Như chúng ta đã biết, trên thựctế không thể có một nguồn sáng đơn sắc tuyệt đối, mọi nguồn sáng đều có một độrộng phổ nhất định. Giả sử một xung ánh sáng có bước sóng trung tâm tại 1550nm,độ rộng phổ Δλ0 truyền qua một sợi cáp quang đơn mode. Các thành phần bướcsóng dài hơn của xung sẽ chuyền chậm hơn các thành phần bước sóng ngắn hơn.Như vậy, sau một quãng đường truyền đủ dài, độ rộng xung sẽ bị kéo giãn ra tớimức hai xung kế tiếp nhau sẽ bị chèn lên nhau (hình 4.2). Hậu quả là thiết bị ở đầuthu sẽ không thể phân biệt được 2 xung riêng biệt. Để thiết bị thu được tín hiệuxung, người ta phải giảm tốc độ truyền hoặc rút ngắn khoảng cách giữa bên phát vàbên thu. Hình 4.2 Hậu quả của tán sắc đối với tốc độ truyền của mạnga) xung tại đầu phát b) xung thu được tại đầu thu và thiết bị thu không thể phân biệt được hai xung kế tiếp4. 1. 3 Bù tán sắc bằng quang sợi cách tử Bragg chu kỳ biến đổi tuyến tính Quang sợi cách tử Bragg chu kỳ biến đổi tuyến tính là một sợi quang đơn modecó một đoạn lõi được ghi những cách tử có chu kỳ thay đổi một cách tuyến tínhdọc theo chiều dài của quang sợi. Λ(z) = Λ0 + Λ1(z) (4.1) Λ0 là chu kỳ ở điểm bắt đầu của đoạn cách tử, Λ1 là sự thay đổi tuyến tính dọctheo chiều dài của đoạn cách tử. Tại vị trí z trên đoạn cách tử Bragg, một sóng ánh sáng sẽ bị phản xạ ngược lạinếu bước sóng của nó thoả mản công thức: λB(z) = 2neff (z)Λ(z) (4.2) λB(z) là bước sóng Bragg tại vị trí z tương ứng với chu kỳ cách tử Λ(z). Đặc tính của quang sợi cách tử Bragg chu kỳ biến đổi là tại những vị trí tươngứng với chu kỳ dài hơn sẽ phản xạ những ánh sáng có bước sóng dài hơn. Giả sử xung tín hiệu đi vào đầu có chu kỳ dài hơn của đoạn cách tử như hình vẽ4. Khi đó, những bước sóng dài hơn sẽ bị phản xạ ở gần phần đầu của đoạn cách tửhơn. Nói cách khác, những bước sóng ngắn hơn sẽ phải đi một quãng đường xahơn trong đoạn cách tử trước khi chúng được phản xạ ngược lại. Kết quả là mộtkhoảng thời gian trễ d sẽ được tạo ra giữa thành phần bước sóng ngắn so với thànhphần b ...

Tài liệu được xem nhiều:

Tài liệu có liên quan: