Ban In

LOGO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài

TÁN XẠ RAMAN KÍCH THÍCH VÀ ỨNG DỤNG TRONG THÔNG TIN QUANG Giáo viên hướng dẫn : GVC. Nguyễn Tiến Khải Sinh viên thực hiện : Lã Công Huấn

1. Qu¸ tr×nh t¸n x¹ Raman kÝch thÝch (SRS).  Lý thuyết tổng quan về tán xạ Raman  Đặc tính của tán xạ Raman kích thích 2. øng dông SRS trong hÖ thèng th«ng tin quang 3. Ch­¬ng tr×nh m« pháng. 2

 LÝ THUYẾT TỔNG QUAN VỀ TÁN XẠ • BẢN CHẤT CỦA ÁNH SÁNG Tán xạ Raman

Các photon ánh sáng ε=h.f Ánh sáng

Ánh sáng truyền thẳng

Môi trường trong suốt

Tán xạ Rayleigh Tán xạ Brilloin

3

• TÁN XẠ ÁNH SÁNG Trước tương tác

Photon tới

Sau tương tác

Photon Tán xạ

Trước tương tác

Sau tương tác

Photon tới Photon Tán xạ

 TÁN XẠ ĐÀN HỒI

 TÁN XẠ KHÔNG ĐÀN HỒI

4

TÁN XẠ RAMAN Tán xạ Raman xảy ra khi bơm ánh sáng thích hợp vào trong môi trường sợi quang Các photon ánh sáng tác động với các phân tử vật chất của môi trường làm phát sinh các photon có tần số khác với tần số của photon tới Tuỳ thuộc vào tần số của photon sinh ra, tán xạ Raman được phân loại thành tán xạ Stoke và tán xạ phản Stoke 5

TÁN XẠ RAMAN KÍCH THÍCH (SRS) Được quan sát bằng thực nghiệm lần đầu tiên vào năm 1962 Tán xạ Raman kích thích xảy ra khi công suất bơm lớn hơn một giá trị công suất ngưỡng. Sóng Stoke sinh ra cùng truyền với sóng bơm trong sợi quang và được khuyếch đại theo hàm mũ. Công suất sóng bơm bị suy giảm nhanh chóng do hiệu ứng SRS 6

 ĐẶC TÍNH CỦA TÁN XẠ RAMAN KÍCH THÍCH

Phổ khuyếch đại Raman của sợi Silic

7

Công suất ngưỡng Raman

Pth =16.Aeff /(Leff .gR) Ngưỡng Raman là công suất bơm đầu vào sao cho ở đầu ra công suất bơm và công suất Stoke bằng nhau

Pth là công suất ngưỡng Aeff là diện tích hiệu dụng của sợi quang Leff là chiều dài hiệu dụng của sợi quang gR là hệ số khuyếch đại Raman. 8

1. Qu¸ tr×nh t¸n x¹ Raman kÝch thÝch (SRS).

2. øng dông SRS trong hÖ thèng th«ng tin quang  Ảnh hưởng của SRS tới hệ thống đơn kênh  Ảnh hưởng của SRS tới hệ thống WDM  Ứng dụng SRS khuếch đại tín hiệu quang

3. Ch­¬ng tr×nh m« pháng. 9

Ảnh hưởng của SRS tới hệ thống đơn kênh Sóng bơm thích hợp

Giải pháp??? Chống nhiễu Chống suy giảm tín hiệu

Tín hiệu P > Pbơm = sóng th

Hệ thống đơn kênh

Sóng Tín hiệu Khuếch đại Stoke suy giảm Tín hiệu

Không M áythu Máy nhận bị nhiễu được tín thu tốt hiệu

10

Ảnh hưởng của SRS tới hệ thống WDM Channel1 Phía phát

Channel2

Channel1 Phía thu

Channel2

Ảnh hưởng của SRS với hệ thống WDM 2 kênh 11

Ứng dụng SRS khuếch đại tín hiệu quang Bộ khuyếch đại quang Raman hoạt động dựa trên hiệu ứng tán xạ Raman kích thích Trong bộ khuyếch đại quang Raman, một sóng bơm có bước sóng thích hợp được sử dụng để cùng truyền với tín hiệu trong sợi quang Một phần công suất của sóng bơm được chuyển sang cho tín hiệu do kết quả của quá trình tán xạ Raman 12

NGUYÊN LÝ BƠM TRONG BỘ KHUYẾCH ĐẠI RAMAN Bước sóng bơm được lựa chọn sao cho độ dịch tần giữa sóng bơm và tín hiệu nằm trong dải phổ khuyếch đại Raman Sóng bơm có thể được bơm cùng chiều hoặc ngược chiều truyền tín hiệu Có thể sử dụng nhiều sóng bơm để làm bằng phẳng hoặc mở rộng phổ khuyếch đại Raman

13

ƯU ĐIỂM CỦA KHUẾCH ĐẠI RAMAN Phổ khuếch đại rộng Tán xạ Raman luôn tồn tại trong mọi hệ thống. Phổ khuếch đại bằng phẳng

Hoạt động được ở nhiều dải tần

TÁN XẠ RAMAN

ĐƯỢC ỨNG DỤNG

Ứng dụng được trong nhiều hệ thống 14

15

 Trình bày tổng quan về tán xạ Raman SRS và các đặc tính như phổ khuyếch đại, tăng ích quang Raman, ngưỡng Raman.  Tìm hiểu một số ảnh hưởng của tán xạ Raman kích thích trong hệ thống thông tin quang. Trình bày khả năng sử dụng tán xạ Raman kích thích trong khuếch đại tín hiệu quang.  Xây dựng thành công chương trình mô phỏng để làm rõ hơn nhưng đặc tính của tán xạ Raman kích thích.

 Hướng nghiên cứu tiếp theo:  Nghiên cứu sâu hơn về tán xạ Raman kích thích.  Tối ưu thuật toán, hoàn thiện chương trình mô phỏng.

16

LOGO