Bộ ấp từ ược coi là mộtng là laser có bư c sóng phát quang nh h nỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ơng Chi bư c sóng c a tín hi u c n khu ch đ i.ủa vùng tích cực, có thể ch
Trang 1Đ I H C BÁCH KHOA HÀ N I ẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ỘI
VI N ĐI N T - VI N THÔNG ỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Ử - VIỄN THÔNG ỄN THÔNG
Đ tài: Tìm hi u v b khu ch đ i RAMAN ề tài: Tìm hiểu về bộ khuếch đại RAMAN ểu về bộ khuếch đại RAMAN ề tài: Tìm hiểu về bộ khuếch đại RAMAN ộ khuếch đại RAMAN ếch đại RAMAN ại RAMAN
Gi ng viên h ảng viên hướng dẫn: ướng dẫn: ng d n: ẫn: TS Hoàng Ph ương Chi ng Chi
Sinh viên th c hi n : ư ện : Cao H i Ph ải Phương ương Chi ng
Mã s sinh viên : ố sinh viên : 20122241
Hà N i, tháng 11/2017 ội, tháng 11/2017
Trang 2I GI I THI U V B KHU CH Đ I QUANG ỚI THIỆU VỀ BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG ỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Ề BỘ KHUẾCH ĐẠI QUANG ỘI ẾN ĐỘ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
I.1 Gi i thi u chung ớng dẫn: ện :
Khu ch đ i quang h cếch đại quang học ại quang học ọc hay khu ch đ i tín hi u quang h cếch đại quang học ại quang học ệu quang học ọc là thi t b tr cếch đại quang học ị trực ực
ti pếch đại quang học khu ch đ iếch đại quang học ại quang học tín hi u quang h c mà không c n ph i chuy n đ i nó thànhệu quang học ọc ần phải chuyển đổi nó thành ải Phương ển đổi nó thành ổi nó thành tín
hi uệu quang học đi n M t b khu ch đ i quang h c có th đệu quang học ội, tháng 11/2017 ội, tháng 11/2017 ếch đại quang học ại quang học ọc ển đổi nó thành ược coi là mộtc coi là m tội, tháng 11/2017 laser mà không
có m t h c quang h c, ho c trong đó ph n h i t khoang đó b tri t tiêu Bội, tháng 11/2017 ọc ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ải Phương ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ị trực ệu quang học ội, tháng 11/2017khu ch đ i quang h c có vai trò quan tr ng trongếch đại quang học ại quang học ọc ọc truy n thông s i quangền thông sợi quang ợc coi là một
I.2 Nguyên lý khu ch đ i ếch đại RAMAN ại RAMAN
Nguyên lý khu ch đ i quang d a trên nguyên lý phát x kích thích và không ếch đại quang học ại quang học ực ại quang học
có c ng hội, tháng 11/2017 ưởng trong khuếch đại.ng trong khu ch đ i.ếch đại quang học ại quang học
Hi n tệu quang học ược coi là mộtng phát x kích thích là m t trong ba hi n tại quang học ội, tháng 11/2017 ệu quang học ược coi là mộtng bi n đ i quang ếch đại quang học ổi nó thành
đi n đệu quang học ược coi là mộtc ng d ng trong thông tin quang Các hi n tụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ệu quang học ược coi là mộtng này được coi là mộtc minh ho ại quang họctrong hình
1.3.Phân lo i khu ch đ i quang ại RAMAN ếch đại RAMAN ại RAMAN
Trong m t b khu ch đ i quang, quá trình khu ch đ i ánh sáng đội, tháng 11/2017 ội, tháng 11/2017 ếch đại quang học ại quang học ếch đại quang học ại quang học ược coi là mộtc
th c hi n trong vùng tích c c Các tín hi u quang đực ệu quang học ực ệu quang học ược coi là mộtc khu ch đ i trong vùngếch đại quang học ại quang họctích c c v i đ l i l n hay nh thì ph thu c vào năng lực ội, tháng 11/2017 ợc coi là một ỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ội, tháng 11/2017 ược coi là mộtng được coi là mộtc cung c p tấp từ ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộngu n b m bên ngoài Tùy theo c u t o c a vùng tích c c, có th chia khu chồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ơng Chi ấp từ ại quang học ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ực ển đổi nó thành ếch đại quang học
đ i quang thành hai lo i chính là: Khu ch đ i quang bán d n SOA và khu ch đ iại quang học ại quang học ếch đại quang học ại quang học ẫn SOA và khuếch đại ếch đại quang học ại quang họcquang s i OFA.ợc coi là một
Trong khu ch đ i quang bán d n SOA, vùng tích c c đếch đại quang học ại quang học ẫn SOA và khuếch đại ực ược coi là mộtc c u t o b ngấp từ ại quang học ằng
v t li u bán d n Ngu n cung c p năng lệu quang học ẫn SOA và khuếch đại ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ấp từ ược coi là mộtng đ khu ch đ i tín hi u là dòngển đổi nó thành ếch đại quang học ại quang học ệu quang học
đi nệu quang học
Trang 3Trong khu ch đ i s i quang OFA, vùng tích c c là s i quang đếch đại quang học ại quang học ợc coi là một ực ợc coi là một ược coi là mộtc pha đ tấp từ
hi m Ngu n cung c p năng lếch đại quang học ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ấp từ ược coi là mộtng là laser có bư c sóng phát quang nh h nỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ơng Chi
bư c sóng c a tín hi u c n khu ch đ i.ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ệu quang học ần phải chuyển đổi nó thành ếch đại quang học ại quang học
M t trong nh ng lo i OFA tiêu bi u là EDFA EDFA có nhi u u đi m vội, tháng 11/2017 ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về ại quang học ển đổi nó thành ền thông sợi quang ư ển đổi nó thành ền thông sợi quang
đ c tính kỹ thu t so v i SOA ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ
Ngoài ra, còn có m t lo i khu ch đ i đội, tháng 11/2017 ại quang học ếch đại quang học ại quang học ược coi là mộtc s d ng nhi u trong các hử dụng nhiều trong các hệ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ền thông sợi quang ệu quang học
th ng WDM hi n nay là khu ch đ i Raman Khu ch đ i Raman cũng s d ng s iệu quang học ếch đại quang học ại quang học ếch đại quang học ại quang học ử dụng nhiều trong các hệ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ợc coi là mộtquang làm vùng tích c c đ khu ch đ i ánh sáng.ực ển đổi nó thành ếch đại quang học ại quang học
SOA và EDFA đ u ho t đ ng d a trên phát x kích thích còn khu ch đ iền thông sợi quang ại quang học ội, tháng 11/2017 ực ại quang học ếch đại quang học ại quang họcRaman d a trên nh hực ải Phương ưởng trong khuếch đại.ng phi tuy n c a s i quang (hi n thếch đại quang học ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ợc coi là một ệu quang học ược coi là mộtng tán x Ramanại quang học
được coi là mộtc kích thích SRS) h n là hi n tơng Chi ệu quang học ược coi là mộtng phát x kích thích.ại quang học
1.4 ng d ng c a b khu ch đ i quang Ứng dụng của bộ khuếch đại quang ụng của bộ khuếch đại quang ủa bộ khuếch đại quang ộ khuếch đại RAMAN ếch đại RAMAN ại RAMAN
Khu ch đ i quang đếch đại quang học ại quang học ược coi là mộtc ng d ng trong các h th ng truy n d n quangụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ệu quang học ền thông sợi quang ẫn SOA và khuếch đại
nh b làm tăng công su t trên đư ội, tháng 11/2017 ấp từ ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng truy n, kh c ph c suy hao do s i quangền thông sợi quang ắc phục suy hao do sợi quang ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ợc coi là một
và các m i hàn n i trên đường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng truy n.ền thông sợi quang
Tuỳ theo v trí l p đ t mà các b khu ch đ i đị trực ắc phục suy hao do sợi quang ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ội, tháng 11/2017 ếch đại quang học ại quang học ược coi là mộtc chia ra làm 3 lo i, nhại quang học ư
Trang 4Hình 2.1:Các ng d ng khu ch đ i ứng dụng khuếch đại ụng khuếch đại ếch đại ại
(a)Khu ch đ i đếch đại quang học ại quang học ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng dây
(b)Khu ch đ i công su t ếch đại quang học ại quang học ấp từ
(c)B ti n khu ch đ i ội, tháng 11/2017 ền thông sợi quang ếch đại quang học ại quang học
B khu ch đ i đội, tháng 11/2017 ếch đại quang học ại quang học ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng dây được coi là mộtc th c hi n nh m làm bù s m t mát tínực ệu quang học ằng ực ấp từ
hi u trên đệu quang học ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng dây do hàn n i, do kho ng cách…Yêu c u c a b này là giải Phương ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ội, tháng 11/2017 ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm vềnhi u m c đ th p, th c hi n vi c trao đ i tín hi u quang v i s i quang t t" ởng trong khuếch đại ội, tháng 11/2017 ấp từ ực ệu quang học ệu quang học ổi nó thành ệu quang học ợc coi là một
nh t, và n đ nh trên toàn b d i thông c a WDM.ấp từ ổi nó thành ị trực ội, tháng 11/2017 ải Phương ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch
B khu ch đ i công su t đội, tháng 11/2017 ếch đại quang học ại quang học ấp từ ược coi là mộtc đ t ngay b phát quang nh m làm tăng c cặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ội, tháng 11/2017 ằng ực
đ i nh t tín hi u truy n, nh m đại quang học ấp từ ệu quang học ền thông sợi quang ằng ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng truy n xa nh t có th Yêu c u c a bền thông sợi quang ấp từ ển đổi nó thành ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ội, tháng 11/2017khu ch đ i này công su t ngõ ra l n nh t, không ph i là đ l i.ếch đại quang học ại quang học ấp từ ấp từ ải Phương ội, tháng 11/2017 ợc coi là một
B ti n khu ch đ i đội, tháng 11/2017 ền thông sợi quang ếch đại quang học ại quang học ược coi là mộtc đ t ngay phía trặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ư c b thu nh m khu ch đ i tínội, tháng 11/2017 ằng ếch đại quang học ại quang học
hi u thu đệu quang học ược coi là mộtc Đi u này làm gi m yêu c u nghiêm ng t đ nh y thi t b thu, vàền thông sợi quang ải Phương ần phải chuyển đổi nó thành ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ội, tháng 11/2017 ại quang học ếch đại quang học ị trực
Trang 5cho phép h th ng truy n d n v i t c đ cao h n Yêu c u c a b ti n khu chệu quang học ền thông sợi quang ẫn SOA và khuếch đại ội, tháng 11/2017 ơng Chi ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ội, tháng 11/2017 ền thông sợi quang ếch đại quang học
đ i này là đ nh y l n, đ l i l n, và nhi u th p.ại quang học ội, tháng 11/2017 ại quang học ội, tháng 11/2017 ợc coi là một " ấp từ
II B KHU CH Đ I RAMAN ỘI ẾN ĐỘ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
2.1 Tán x Raman ại RAMAN
2.1.1 Ánh sáng
Ánh sáng có tính lưỡng tính sóng hạt Tính chất sóng của ánh sáng đượcng tính sóng h t Tính ch t sóng c a ánh sáng đại quang học ấp từ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ược coi là mộtcquan sát th y qua các hi n tấp từ ệu quang học ược coi là mộtng giao thoa, tán s c Ánh sáng có b n ch t sóngắc phục suy hao do sợi quang ải Phương ấp từ
đi n t Các ệu quang học ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ mode trường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng đi n t là t p các nghi m c a phệu quang học ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ệu quang học ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ương Ching trình sóng Tính
ch t h t c a ánh sáng đấp từ ại quang học ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ược coi là mộtc th hi n qua kh năng đâm xuyên, hi n tển đổi nó thành ệu quang học ải Phương ệu quang học ược coi là mộtngquang đi n, tác d ng ệu quang học ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ion hoá Ánh sáng bao g m các ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ photon mang năng lược coi là mộtngxác đ nh b ng ị trực ằng hf trong đó h là h ng s Plank còn f là t n s c a ánh sáng.ằng ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch
2.1.2 T ương tác c a ánh sáng và môi tr ng ủa ánh sáng và môi trường ường ng
M t chùm sáng đi t chân không vào môi trội, tháng 11/2017 ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng b ph n x m t ph n ị trực ải Phương ại quang học ội, tháng 11/2017 ần phải chuyển đổi nó thành ởng trong khuếch đại
m t ngăn cách Ph n khúc x vào môi trặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ần phải chuyển đổi nó thành ại quang học ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng l i b tán s c, b môi trại quang học ị trực ắc phục suy hao do sợi quang ị trực ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng h pấp từ
th và b tán x m t ph n v m i phía.ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ị trực ại quang học ội, tháng 11/2017 ần phải chuyển đổi nó thành ền thông sợi quang ọc
Theo Lorentx ta có nh ng gi thi t c b n sau đây:ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về ải Phương ếch đại quang học ơng Chi ải Phương
Phân t c a m i ch t đử dụng nhiều trong các hệ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ọc ấp từ ược coi là một ại quang họcc t o thành t ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ion và electron Electron có kh i
đi n tích đi m.ệu quang học ển đổi nó thành
Bên trong v t d n, ẫn SOA và khuếch đại electron chuy n đ ng hoàn toàn t do Chuy n đ ngển đổi nó thành ội, tháng 11/2017 ực ển đổi nó thành ội, tháng 11/2017
có hư ng c a ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch electron trong v t d n dẫn SOA và khuếch đại ư i nh hải Phương ưởng trong khuếch đại.ng c a đi n trủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ệu quang học ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng
t o nên dòng đi n d n.ại quang học ệu quang học ẫn SOA và khuếch đại
Trong đi n môi, ệu quang học electron không th chuy n đ ng t do Nh ng cũng ển đổi nó thành ển đổi nó thành ội, tháng 11/2017 ực ưkhông liên k t c đ nh v i ếch đại quang học ị trực ion, mà có th d ch chuy n m t chút dển đổi nó thành ị trực ển đổi nó thành ội, tháng 11/2017 ư i tác d ng ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ
c a nh ng l c bên ngoài ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về ực Ion mang đi n tích âm ho c dệu quang học ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ương Ching cũng có th d ch ển đổi nó thành ị trựcchuy n dển đổi nó thành ư i tác d ng c a đi n trụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ệu quang học ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng Nh ng ư ion có kh i lược coi là mộtng l n h n ơng Chi
electron nhi u nên di chuy n ch m Trong đi n trền thông sợi quang ển đổi nó thành ệu quang học ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng bi n đ i nhanh c a sóngếch đại quang học ổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếchánh sáng trong mi n th y đền thông sợi quang ấp từ ược coi là một ion h u nh không k p d ch chuy n Ch khi nào c, ần phải chuyển đổi nó thành ư ị trực ị trực ển đổi nó thành ỉ khi nào
kh o sát trong mi n h ng ngo i ta m i c n k đ n nh hải Phương ền thông sợi quang ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ại quang học ần phải chuyển đổi nó thành ển đổi nó thành ếch đại quang học ải Phương ưởng trong khuếch đại.ng c a ion.ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch
2.1.3 S i quang ợi quang
Trang 6S i quang là m t thành ph n quan tr ng trong m ng, nó tao s k t n iợc coi là một ội, tháng 11/2017 ần phải chuyển đổi nó thành ọc ại quang học ực ếch đại quang học
gi a các thi t b Hai thông s c b n c a s i quang là suy hao và tán săc Do dó,ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về ếch đại quang học ị trực ơng Chi ải Phương ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ợc coi là một
ngường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangi ta s d ng s i quang có suy hao nh , ch y u là s d ng s i quang theoử dụng nhiều trong các hệ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ợc coi là một ỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ếch đại quang học ử dụng nhiều trong các hệ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ợc coi là mộtchu n G.652.ẩn G.652
Trên th c t , đ kh c ph c nhực ếch đại quang học ển đổi nó thành ắc phục suy hao do sợi quang ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ược coi là mộtc đi m trong truy n d n thông tin c aển đổi nó thành ền thông sợi quang ẫn SOA và khuếch đại ủa vùng tích cực, có thể chia khuếchcáp đ ng, đã t lâu ngồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangi ta đã cho ra đ i cáp quang cùng v i nh ng tính năngờng truyền, khắc phục suy hao do sợi quang ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về
u Viêt h n Không gi ng nh cáp đ ng truy n tín hi u b ng đi n, cáp quang
dùng ánh sáng đê truy n tín hi u đi Chính vì s khác bi t đó, mà cáp quang ít biền thông sợi quang ệu quang học ực ệu quang họcnhi u, t c đ cao và có kh năng truy n xa h n." ội, tháng 11/2017 ải Phương ền thông sợi quang ơng Chi
Hình 2.2 : C u t o c a s i quangấp từ ại quang học ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ợc coi là một
Cáp quang có c u t o g m dây d n trung tâm là s i th y tinh ho c plastic ấp từ ại quang học ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ẫn SOA và khuếch đại ợc coi là một ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ
đã được coi là mộtc tinh ch nh m cho phép truy n đi t i đa các tín hi u ánh sáng S i ếch đại quang học ằng ền thông sợi quang ệu quang học ợc coi là mộtquang được coi là mộtc tráng m t l p lót nh m ph n chi u t t các tín hi u.ội, tháng 11/2017 ằng ải Phương ếch đại quang học ệu quang học
Cáp quang g m các ph n sau:ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ần phải chuyển đổi nó thành
Lõi: Trung tâm ph n chi u c a s i quang n i ánh sáng điải Phương ếch đại quang học ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ợc coi là một ơng Chi
Cladding: V t ch t quang bên ngoài bao b c lõi mà ph n x ánh sáng tr ấp từ ọc ải Phương ại quang học ởng trong khuếch đại
l i vào lõi.ại quang học
Buffer coating: L p ph d o bên ngoài b o v s i không b h ng và m ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ẻo bên ngoài bảo vệ sợi không bị hỏng và ẩm ải Phương ệu quang học ợc coi là một ị trực ỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ẩn G.652
t
ư
Jacket: Hàng trăm hay hàng ngàn s i quang đợc coi là một ược coi là mộtc đ t trong bó g i là Cáp ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ọcquang Nh ng bó này đững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về ược coi là mộtc b o v b i l p ph bên ngoài c a cáp đải Phương ệu quang học ởng trong khuếch đại ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ược coi là một ọcc g i là jacket
2.1.4 Quá trình truy n ánh sáng trong s i quang ền ánh sáng trong sợi quang ợi quang
Suy hao
V n t c truy n ánh sáng trong s i quang nh h n v n t c truy n ánhền thông sợi quang ợc coi là một ỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ơng Chi ền thông sợi quang
Trang 7là chi t su t c a lõi s i, khi đó v n t c truy n ánh sáng trong s i quang đếch đại quang học ấp từ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ợc coi là một ền thông sợi quang ợc coi là một ược coi là mộtctính theo công th c (2.1)
L
0 (2.2)
Đ tính toán h s suy hao, đ n v thển đổi nó thành ệu quang học ơng Chi ị trực ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng được coi là một ử dụng nhiều trong các hệ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ c s d ng là dB dB / km
Phương Ching trình chuy n đ i đ n vển đổi nó thành ổi nó thành ơng Chi ị trực :
m
dB
/11000
W
W P dBm
10log.10
Tán s c màu đắc phục suy hao do sợi quang ược coi là mộtc phân chia thành tán s c v t li u và tán s c ng d nắc phục suy hao do sợi quang ệu quang học ắc phục suy hao do sợi quang ẫn SOA và khuếch đạisóng Tán s c v t li u x y ra do s ph thu c c a chi t su t vào bắc phục suy hao do sợi quang ệu quang học ải Phương ực ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ội, tháng 11/2017 ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ếch đại quang học ấp từ ư c sóng Tán
s c ng d n sóng x y ra do ánh sáng truy n trong s i không ph i là ánh sángắc phục suy hao do sợi quang ẫn SOA và khuếch đại ải Phương ền thông sợi quang ợc coi là một ải Phương
đ n s c, h ng s lan truy n ơng Chi ắc phục suy hao do sợi quang ằng ền thông sợi quang là hàm c a bủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ư c sóng Các thành ph n bần phải chuyển đổi nó thành ư c sóngkhác nhau có v n t c nhóm khác nhau gây ra tán s c ng d n sóng Tán s c màuắc phục suy hao do sợi quang ẫn SOA và khuếch đại ắc phục suy hao do sợi quang
có nh hải Phương ưởng trong khuếch đại.ng r t l n đ n h th ng thông tin quang Tán s c màu làm tăng nhấp từ ếch đại quang học ệu quang học ắc phục suy hao do sợi quang ải Phương
Trang 8hưởng trong khuếch đại.ng c a các hi u ng phi tuy n trong s i quang d n đ n gi i h n v kho ngủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ệu quang học ếch đại quang học ợc coi là một ẫn SOA và khuếch đại ếch đại quang học ại quang học ền thông sợi quang ải Phươngcách truy n d n trong h th ng thông tin quang.ền thông sợi quang ẫn SOA và khuếch đại ệu quang học
lo i tán x x y ra khác nhau.ại quang học ại quang học ải Phương
Tán x Rayleigh là quá trình tán x đàn h i, t n s ánh sáng tán x b ngại quang học ại quang học ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ần phải chuyển đổi nó thành ại quang học ằng
t n s ánh sáng t i Tr ng thái c a các phân t v t ch t do tán x Rayleighần phải chuyển đổi nó thành ại quang học ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ử dụng nhiều trong các hệ ấp từ ại quang họckhông thay đ i sau khi ánh sáng truy n qua Ngổi nó thành ền thông sợi quang ược coi là một ại quang họcc l i, tán x Brillouin và tán xại quang học ại quang họcRamman là các quá trình tán x không đàn h i, các nguyên t b kích thích khi cóại quang học ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ử dụng nhiều trong các hệ ị trựcánh sáng đi qua và t n s ánh sáng tán x b d ch chuy n so v i t n s c a ánhần phải chuyển đổi nó thành ại quang học ị trực ị trực ển đổi nó thành ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếchsáng t i
Trang 9quang Raman nh ng bởng trong khuếch đại ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về ư c sóng mà b khu ch đ i quang EDFA không phù ội, tháng 11/2017 ếch đại quang học ại quang học
h p.ợc coi là một
2.1.7 Tán x Raman ạ ánh sáng
Tán x Raman đại quang học ược coi là mộtc phân chia thành hai lo i: Tán x Raman t phát) vàại quang học ại quang học ựctán x Raman kích thích Hi u ng tán x Raman t phát đã đại quang học ệu quang học ại quang học ực ược coi là mộtc d đoán b iực ởng trong khuếch đại.Smekal vào năm 1923 và đ n năm 1928 đếch đại quang học ược coi là mộtc Raman ch ra b ng th c nghi m.ỉ khi nào ằng ực ệu quang học
trường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng làm sinh ra các photon Tuỳ thu c vào b n ch t c a môi trội, tháng 11/2017 ải Phương ấp từ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng cácphoton sinh ra sẽ có t n s l n h n ho c nh h n t n s c a ánh sáng t i.ần phải chuyển đổi nó thành ơng Chi ặc trong đó phản hồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ơng Chi ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch
Gi n đ năng lải Phương ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ược coi là mộtng c a quá trình tán x Raman đủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ại quang học ược coi là mộtc th hi n trên ển đổi nó thành ệu quang học Hình2 Electron sẽ chuy n t tr ng thái kh i đ u (tr ng thái c b n) lên tr ng tháiển đổi nó thành ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ại quang học ởng trong khuếch đại ần phải chuyển đổi nó thành ại quang học ơng Chi ải Phương ại quang học
o (tr ng thái kích thích) khi h p th m t
ải Phương ại quang học ấp từ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ội, tháng 11/2017 photon có năng lược coi là mộtng b ng hi u năngằng ệu quang học
lược coi là mộtng gi a tr ng thái o và tr ng thái kh i đ u Khi chuy n t tr ng thái o vững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về ại quang học ải Phương ại quang học ởng trong khuếch đại ần phải chuyển đổi nó thành ển đổi nó thành ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ại quang học ải Phương ền thông sợi quang
tr ng thái cu i ại quang học electron sẽ phát x m t ại quang học ội, tháng 11/2017 photon có năng lược coi là mộtng b ng hi u năngằng ệu quang học
lược coi là mộtng tr ng thái o và tr ng thái cu i.ại quang học ải Phương ại quang học
N u nh tr ng thái kh i đ u có năng lếch đại quang học ư ại quang học ởng trong khuếch đại ần phải chuyển đổi nó thành ược coi là mộtng th p h n năng lấp từ ơng Chi ược coi là mộtng c aủa vùng tích cực, có thể chia khuếch
tr ng thái cu i, t n s ại quang học ần phải chuyển đổi nó thành photon phát x sẽ nh h n t n s ánh sáng t i và quáại quang học ỏ thì phụ thuộc vào năng lượng được cung cấp từ ơng Chi ần phải chuyển đổi nó thànhtrình tán x t o ra ánh sáng Stoke.ại quang học ại quang học
Trạng thái kích thích
Trạng thái đầu Trạng thái cuối Photon tán xạ
a)Tán xạ Stoke
Photon tán xạ
Trạng thái cuối Trạng thái đầu Trạng thái kích thích
a)Tán xạ phản Stoke Năng lượng
Hình 2.4:Gi n đ năng l ản đồ năng lượng quá trình tán xạ Raman ồ năng lượng quá trình tán xạ Raman ượng quá trình tán xạ Raman ng quá trình tán x Raman ại
(a)Tán x Stoke (b)Tán x ph n Stoke.ại quang học ại quang học ải Phương
Gi s ải Phương ử dụng nhiều trong các hệ 1,2l n lần phải chuyển đổi nó thành ược coi là mộtt là t n s c a ánh sáng t i và ánh sáng tán x , ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ại quang học là
t n s ần phải chuyển đổi nó thành phonon được coi là mộtc sinh ra Khi đó theo đ nh lu t b o toàn chuy n hoá năngị trực ải Phương ển đổi nó thành
lược coi là mộtng thì 2 1-
Trang 10Ngược coi là một ại quang học ếch đại quang họcc l i n u tr ng thái cu i có năng lại quang học ược coi là mộtng th p h n thì quá trình tán xấp từ ơng Chi ại quang học
t o ra ánh sáng ph n Stoke có t n s ại quang học ải Phương ần phải chuyển đổi nó thành 2 1 , chêch l ch gi a m c năngệu quang học ững loại OFA tiêu biểu là EDFA EDFA có nhiều ưu điểm về
lược coi là mộtng tr ng thái kh i đ u và tr ng thái cu i chính là năng lại quang học ởng trong khuếch đại ần phải chuyển đổi nó thành ại quang học ược coi là mộtng c a m tủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ội, tháng 11/2017phonon Th c t , tán x ph n Stoke thực ếch đại quang học ại quang học ải Phương ường truyền, khắc phục suy hao do sợi quangng y u h n tán x Stoke.ếch đại quang học ơng Chi ại quang học
T n s c a các ần phải chuyển đổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch photon tán x đại quang học ược coi là mộtc xác đ nh b ng t n s dao đ ng c aị trực ằng ần phải chuyển đổi nó thành ội, tháng 11/2017 ủa vùng tích cực, có thể chia khuếchnguyên t V i thu tinh, quang ph c a ánh sáng tán x Raman g m nhi uử dụng nhiều trong các hệ ỷ tinh, quang phổ của ánh sáng tán xạ Raman gồm nhiều ổi nó thành ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ại quang học ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ền thông sợi quangthành ph n t n s khác nhau là do các nguyên t trong thu tinh dao đ ng trongần phải chuyển đổi nó thành ần phải chuyển đổi nó thành ử dụng nhiều trong các hệ ỷ tinh, quang phổ của ánh sáng tán xạ Raman gồm nhiều ội, tháng 11/2017
m t kho ng t n s r t r ng.ội, tháng 11/2017 ải Phương ần phải chuyển đổi nó thành ấp từ ội, tháng 11/2017
Hi u ng tán x Raman t phát đệu quang học ại quang học ực ược coi là mộtc ng d ng đ xác đ nh c u trúc c aụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ển đổi nó thành ị trực ấp từ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếchcác phân t , thành ph n c u t o và lo i liên k t trong các phân t đó.ử dụng nhiều trong các hệ ần phải chuyển đổi nó thành ấp từ ại quang học ại quang học ếch đại quang học ử dụng nhiều trong các hệ
Khi ta tăng d n công su t b m đ u vào thì công su t c a sóng Stoke cũngần phải chuyển đổi nó thành ấp từ ơng Chi ần phải chuyển đổi nó thành ấp từ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếchtăng d n Nh ng n u nh công su t sóng b m vần phải chuyển đổi nó thành ư ếch đại quang học ư ấp từ ơng Chi ược coi là mộtt quá m t giá tr xác đ nh thìội, tháng 11/2017 ị trực ị trực
hi n tệu quang học ược coi là mộtng này là quá trình tán x Raman kích thích.ại quang học
2.2 Nguyên lý ho t đ ng b khu ch đ i Raman ại RAMAN ộ khuếch đại RAMAN ộ khuếch đại RAMAN ếch đại RAMAN ại RAMAN
Khu ch đ i Raman d a trên hi n tếch đại quang học ại quang học ực ệu quang học ược coi là mộtng tán x Raman kích thíchại quang học(Stimulated Raman Scattering) Tán x Raman kích thích là hi n tại quang học ệu quang học ược coi là mộtng m tội, tháng 11/2017nguyên t h p th năng lử dụng nhiều trong các hệ ấp từ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ược coi là mộtng c a m t ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ội, tháng 11/2017 photon, sau đó t o ra m t ại quang học ội, tháng 11/2017 photon cónăng lược coi là mộtng khác Vì v y, tán x Raman kích thích đại quang học ược coi là mộtc đ nh nghĩa là hi n tị trực ệu quang học ược coi là mộtngphoton th c p đấp từ ược coi là mộtc sinh ra do ngu n bên ngoài.ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ
Đ có khu ch đ i Raman thì ph i t o ra s ngh ch đ o n ng đ Đi u nàyển đổi nó thành ếch đại quang học ại quang học ải Phương ại quang học ực ị trực ải Phương ồi từ khoang đó bị triệt tiêu Bộ ội, tháng 11/2017 ền thông sợi quang
đ t đại quang học ược coi là mộtc b ng cách cung c p năng lằng ấp từ ược coi là mộtng cho các nguyên t c a s i quang tử dụng nhiều trong các hệ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ợc coi là một ừ khoang đó bị triệt tiêu Bộ
m t ội, tháng 11/2017 laser b m có bơng Chi ư c sóng th p h n bấp từ ơng Chi ư c sóng c a tín hi u Khi đó, cácủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ệu quang họcnguyên t c a s i quang sẽ h p th năng lử dụng nhiều trong các hệ ủa vùng tích cực, có thể chia khuếch ợc coi là một ấp từ ụng trong thông tin quang Các hiện tượng này được minh hoạ ược coi là mộtng b m có năng lơng Chi ược coi là mộtng cao(bư csóng ng n) và chuy n lên m c cao h n Khi có tín hi u đ n, nó sẽ kích thích cácắc phục suy hao do sợi quang ển đổi nó thành ơng Chi ệu quang học ếch đại quang họcnguyên t đang m c năng lử dụng nhiều trong các hệ ởng trong khuếch đại ược coi là mộtng cao chuy n sang tr ng thái năng lển đổi nó thành ại quang học ược coi là mộtng th pấp từ
h n và gi i phóng ra m t năng lơng Chi ải Phương ội, tháng 11/2017 ược coi là mộtng dư i d ng ại quang học photon ánh sáng có cùng bư csóng (dài h n bơng Chi ư c sóng b m) và cùng pha v i tín hi u đ n Do đó, tín hi u đãơng Chi ệu quang học ếch đại quang học ệu quang học
được coi là mộtc khu ch đ iếch đại quang học ại quang học