Đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp
Đề tài
:
:
Thiết kế sợi tinh thể quang cấu trúc bát giác có đường
tán sắc phẳng gần không và sợi tinh thể quang lõi kép
có đường tán sắc dị biệt
Sinh viên: Phạm Văn Đam - ĐT2K53
Nguyễn Thị Phương Dung - ĐT2K53
6/2013
Nội dung
Nội dung
1: Những hạn chế của sợi quang thông thường
2: Giới thiệu và phân loại sợi tinh thể quang
3: Các tính chất của sợi tinh thể quang
4: Thiết kế và phân tích sợi tinh thể quang cấu trúc bát
giác.
Đề xuất cấu trúc có đường tán sắc phẳng gần không ứng
dụng trong hệ thống DWDM . (Phạm Văn Đam)
5: Thiết kế và phân tích sợi tinh thể quang lõi kép có đường
tán sắc dị biệt. (Nguyễn Thị Phương Dung)
6/2013 1
1. Hạn chế của sợi quang thông thường
•
Dịch chuyển đường tán sắc thực
hiện được bằng cách thay đổi liều
lượng các chất pha tạp nhưng
không linh hoạt

•

Khẩu độ
số cao
Phi tuyến
cao
Diện tích
mode lớn
Lõi chiết suất
thấp
Sợi lõi rỗng Sợi Brag
Sợi lõi
chiết suất
cao
Sợi lõi
rỗng
PCFs
P
h
ả
n

x
ạ

t
o
à
n

p
h

2
d Re[n ]
λ
D(λ) = -
c dλ
•
Diện tích hiệu dụng
Đơn vị: ps/(kn.nm)]
•
Suy hao giam giữ
6/12/2013
3. Tính chất sợi tinh thể quang(2)
PCFs
Thay đổi
vi cấu
trúc
Điều khiển được tán sắc
Thay đổi được diện tích
hiệu dụng
Sợi có khả năng giam giữ
ánh sáng rất lớn
7
4. Mục đích thiết kế
8
Mục đích thiết kế
4. Tham số thiết kế
1
2
0
9

nhiều nhưng rất
nhậy với việc dịch
đường tán sắc lên
hoặc xuống
Tán sắc có xu
hướng phẳng ở
miền bước sóng
cao
•
Tán sắc
10
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
6
8
10
12
14
16
18
r
1
= 0,52 µm
r
1
= 0,45 µm
r
1
= 0,38 µm
r
1

= 0.35 µm
r
2
= 0.52 µm
r
2
= 69 µm
Wavelength λ [µm]
•
Tán sắc
Khi giảm r2 phần tán
sắc phẳng có xu
hướng dịch sang trái
Vùng bước sóng thấp
tán sắc ít thay đổi hơn
so với vùng bước sóng
cao
12
4. Ảnh hưởng của vòng thứ hai r2
Wavelength λ [µm]
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Effective area A
eff
[µm
2
]
10
12
14
16

Wavelength, λ [µm]
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Dispersion, D [ps/km.nm]
-5
-4
-3
-2
-1
0
Band L
Band C
Wavelength λ [µm]
1.4 1.5 1.6 1.7
Dispersion slope
-0.02
-0.01
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
4. Tán sắc
15
Wavelength, λ[µm]
1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Spicing Loss, Ls
0
1e-4
2e-4
3e-4

4.
16
4.
17
So sánh đường tán sắc của bốn cấu trúc
4.
23
Cấu trúc đề xuất
18
4. Kết luận

Kết quả đạt được:
Xây dựng được cấu trúc sợi tinh thể quang mới, có tán
sắc phẳng gần không trên dải tần rộng 270 nm. Có
khả năng ứng dụng tốt trong hệ thồng DWDM. Vi cấu
trúc thuần bát giác đơn giản, dễ chế tạo

Hướng nghiên cứu
Nghiên cứu các cấu trúc tinh thể quang khác như cấu
trúc lục giác, tứ giác, cấu trúc lai ghép …
19
5. Thiết kế và phân tích sợi PCF lõi kép

Mục đích thiết kế
-
Sợi có tối đa 8 vòng lỗ khí
-
Đường tán sắc phẳng, bằng không hoặc gần không trên dải
bước sóng dùng trong hệ thống thông tin quang.
-

Wavelength, λ [µm]
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Dispersion, D [ps/(km.nm)]
-30
-20
-10
0
10
20
Λ
2
=2.15µm
Λ
2
=2.20µm
Λ
2
=2.25µm
Λ
2
=2.30µm
Λ
2
=2.22µm

Thay đổi Λ
1
, Λ
2
Wavelength, λ [µm]

1
, Λ
2
ít ảnh
hưởng tới hình
dạng đường tán
sắc
Chọn Λ
1
=1,50µm,
Λ
2
=2,22µm.
Chọn Λ
1
=1,50µm,
Λ
2
=2,22µm.
22
5. Mô phỏng và tối ưu hóa
Wavelength, λ [µm]
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Dispersion, D [ps/(km.nm)]
-40
-20
0
20
40
d

phẳng trong dải bước
sóng 1,2µm-1,6µm
•
d
1
tăng, D giảm.
•
d
2
tăng, D tăng.
•
Đường tán sắc khá
phẳng trong dải bước
sóng 1,2µm-1,6µm
Chọn d
1
=0,46µm,
d
2
=0.66µm.
Chọn d
1
=0,46µm,
d
2
=0.66µm.
Wavelength, λ [µm]
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Dispersion, D [ps/(km.nm)]
-30

-2
d
3
=0.72µm
d
3
=0.76µm
d
3
=0.80µm
d
3
=0.84µm
d
3
=0.88µm

Thay đổi d
3
Wavelength, λ [µm]
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8
Dispersion, D [ps/(km.nm)]
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
d