Bài giảng quang sợi phi tuyến p2 2

• Tính không ổn định điều chế:
– Xét ptr. truyền ánh sáng CW:

– Đối với tín hiệu CW:
• Trong đó P0 là công suất đầu vào và sự dịch pha phi tuyến

– Xét sự nhiễu loạn nhỏ:
Thu được ptr tiến triển cho phần nhiễu
loạn:
Ptr. có thể được giải trong miền tần số. Xét nghiệm có dạng:
trong đó K và  là số sóng và tần số của phần nhiễu loạn tương ứng.
31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

66


• Tính không ổn định điều chế:
– Nghiệm không tầm thường thu được chỉ khi K và  thỏa mãn:

– Tính ổn định của trạng thái tĩnh phụ thuộc mạnh vào ánh sáng
trải qua tán sắc thường hay dị thường trong sợi:
• Khi 2 > 0, hệ số K là thực  trạng thái tĩnh ổn định
• Khi 2 < 0, hệ số K là ảo khi    c  trạng thái không ổn định

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

67

• Tính không ổn định điều chế:
– Tính không ổn định điều chế có phổ KĐ:
• Hệ số khuyếch đại cực đại tại tần số

• Một chùm CW có thể được chuyển thành một chuỗi xung:

– Hai chùm CW tại bước sóng khác nhau một chút có thể tạo ra
không ổn định điều chế và cho phép tinh chỉnh tốc độ lặp xung.
• Tốc độ lặp được xác định bởi độ lệch bước sóng.

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

68


• Soliton quang sợi:
– Kết hợp SPM và GVD dị thường sinh ra soliton.
– Các soliton duy trì hình dạng không đổi dù các hiệu ứng tán sắc
và phi tuyến xảy ra trong sợi.
– Xét ptr. NLS chuẩn hóa:

Với:

– Sử dụng

thu được dạng tiêu chẩn của NLS:

Nghiệm ptr. thu được phụ thuộc vào tham số N (Bậc soliton).
31/10/2015

Nguyễn Đức Nhân

69


• Soliton quang sợi:
– Sử dụng phương pháp tán xạ ngược xác định được nghiệm của
p tr. NLS.
– Đối với N = 1, nghiệm soliton cơ bản thu được có dạng:

Một xung secant hyperbol có độ
rộng T0 sẽ truyền không bị méo
trong sợi không suy hao khi công
suất đỉnh P0 được chọn để N = 1.

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

70


• Soliton quang sợi:

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

71


• Soliton quang sợi:

– Tính ổn định của soliton:
• Khá ổn định đối với các nhiễu loạn
• Các soliton cơ bản có thể được kích hoạt từ bất kỳ dạng xung nào.
• Xung sẽ hiệu chỉnh hình dạng, độ rộng và công suất đỉnh để tiến
triển thành soliton.

Một xung Gauss
có N = 1 tiến triển
thành xung soliton.

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

72


• Các loại soliton khác:
– Soliton bậc cao (N > 1)
• Dạng xung đầu vào:
• Truyền trong sợi tiến triển tuần hoàn có chu kỳ:

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

73


• Các loại soliton khác:
– Soliton tối (dark soliton):
• Nghiệm thu được khi sgn(2) = +1, tức trong chế độ tán sắc thường.

• Soliton tối có dạng:

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

74


• Các loại soliton khác:
– Soliton quản lý tán sắc (DM soliton):
• Tham số GVD thay đổi tuần hoàn theo sơ đồ sắp xếp tán sắc.
• Ptr. NLS có dạng:
Trong đó d() là hàm
tuần hoàn của .

Độ rộng xung và chirp
thay đổi trên 1 chu kỳ
của DM soliton.

31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

75


• Ảnh hưởng:
– Sự mở rộng phổ do SPM  suy giảm hiệu năng hệ thống thông
tin quang.
– Tính không ổn định điều chế  tăng cường nhiễu hệ thống.

• Một số ứng dụng:
– Tính không ổn định điều chế được sử dụng để tạo chuỗi xung
hẹp tốc độ cao.
– Chuyển mạch quang tốc độ cao (NOLM hoặc MZI)
– Kỹ thuật tái sinh toàn quang
– Kỹ thuật nén xung
– Kỹ thuật khóa mode thụ động
– Kỹ thuật khuyếch đại xung chirp
– ...
31/10/2015
Nguyễn Đức Nhân

76