Slide 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

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 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 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 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 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 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 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 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

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

Nội dung

Đề xuất cấu trúc có đường tán sắc phẳng gần không ứng dụng trong hệ thống DWDM (Phạm Văn Đam)

tán sắc dị biệt (Nguyễn Thị Phương Dung)

1 Hạn chế của sợi quang thông thường

• Tính phi tuyến lớn: đáng kể sau

khi truyền dẫn ~ 100km Khó điều chỉnh vì diện tích hiệu dụng bị hạn chế bới kích thước lõi

Khó điều chỉnh đồng

thời

PCFs

6/2013

• Suy hao lớn đặc biệt là suy hao

uốn cong Cần phải khuếch đại sau khi truyền được 50- 100 km

2 Giới thiệu sợi tinh thể quang

Tinh thể quang

•Là các cấu trúc nano quang

có tính tuần hoàn

Sợi tinh thể quang PCFs

•Là sợi quang có cấu trúc tinh thể, phần lớn là tinh thể quang hai chiều Sợi cấu tạo từ silica

mà bên trong có những ống thường chưa không khí chạy song song với trục của sợi

6/2013

3

2 Phân loại sợi tinh thể quang

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

Phản xạ toàn

• Tán sắc

• Diện tích hiệu dụng

• Khả năng giam giữ

3 Tính chất sợi tinh thể quang

5

3 Tính chất sợi tinh thể quang

• Tán sắc

2

eff 2

d Re[n ]

λ D(λ) = -

c dλ

• Diện tích hiệu dụng

Đơn vị: ps/(kn.nm)]

• Suy hao giam giữ

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

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

• Diện tích hiệu dụng

11

4 Ảnh hưởng của vòng thứ nhất r1

Wavelength  [m]

• 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

4 Ảnh hưởng của vòng thứ hai r2

• Diện tích hiệu dụng

• thay đổi giá trị r2

từ 0,31 tới 0,69 hiệu dụng vẫn thỏa mãn yêu cầu thiết kế

• r2 giảm thì diện tích hiệu dụng tăng

13

4 Ảnh hưởng của vòng thứ hai r2

4 Đề xuất cấu trúc tối ưu

Band L Band C

1.00005 Wavelength, [mm]

4.

17

So sánh đường tán sắc của bốn cấu trúc

4.

23

Cấu trúc đề xuất

4 Kết luận

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

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

- 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

- suy hao giam giữ nhỏ, suy hao ghép nối nhỏ

5 Thiết lập các thông số kích thước ban đầu

- Kích thước các lỗ khí vòng ngoài lớn sẽ làm giảm sự thất thoát ánh sáng ra ngoài

- Tán sắc sẽ nhỏ và có độ dốc thấp khi chỉ số d/Λ thấp đối với những vòng phía trong

21

5 Mô phỏng và tối ưu hóa

Λ1, Λ2 ít ảnh hưởng tới hình dạng đường tán sắc

5 Mô phỏng và tối ưu hóa

 Thay đổi d 1 , d 2 • d1 tăng, D giảm.

• d2 tăng, D tăng.

• Đường tán sắc khá phẳng trong dải bước sóng 1,2µm m-1,6µm m

• d1 tăng, D giảm.

• d2 tăng, D tăng.

• Đường tán sắc khá phẳng trong dải bước sóng 1,2µm m-1,6µm m

d2=0.60m d2=0.66m d2=0.72m d2=0.78m

23

5 Mô phỏng và tối ưu hóa

• d3 tăng, D tăng.

• Đường tán sắc

có một đoạn giống hình sin.

5 Các tính chất của cấu trúc đề xuất

Suy hao giam giữ và diện tích lõi hiệu dụng

25

Ds(x) Ds(y)

D(x)= [-7; -8] [ps/(km.nm)]

trong dải bước sóng từ

1,2µm m-1,65µm m

• Suy hao ghép nối

5 Các tính chất của cấu trúc đề xuất

Suy hao ghép nối với sợi quang thường đơn mode rất nhỏ

Suy hao khi ghép nối với chính nó rất lớn

27

5.Tín hiệu khi truyền dẫn bằng sợi PCF đề xuất

 Cấu trúc của Jayprakash Vijay, Md Sabir [*]

Cấu trúc đề xuất Cấu trúc [*]

[*] Bài báo “Low-Flattened Dispersion Hexagonal Photonic Crystal Fiber With Low Confinement Loss”, IJETAE 01/2013

 Sợi PCF với cấu trúc đề xuất có:

• Tán sắc phẳng trên băng thông rộng 450nm, bao gồm dải C và dải L

• Khả năng giam giữ ánh sáng mạnh

• Suy hao ghép nối nhỏ

Chúng em chân thành cảm ơn quý

thầy cô và các bạn đã theo dõi.