B GIÁO DO I HC BÁCH KHOA HÀ NI --------------------------------------- NGUYN HNG QUÂN LU NG DN KHOA HC: TS. Hà Ni 2015 1706674950280155709ac-a138-4c4a-9bd8-17031b6b7c21 17066749502806d68d3a7-bc61-44d6-bde0-0b74fd7af29d 1706674950280f15d81b2-c7c8-4417-bde9-ff0dae2a08e7 công trình nào khác. l MC LC DANH MC CÁC T VIT TT DANH MC HÌNH V DANH MC BNG BIU NG QUAN V B LC QUANG.3 B lc cách t kiu si quang.7 B lc cách t ng dn sóng sóng ma trn (AWG).2 Di ph t do - FSR .5 ng dng ca b lc quang: .35 QUANG T- PHOTONIC CRYSTAL .1 Tinh th quang t mt chiu.2 Tinh th quang t hai chiu .3 Tinh th quang t ba chiu .59 TÀI LIU THAM KHO.60 WDM Wavelength Division Multiplexing sóng Dense Wavelength Division DWDM Multiplexing Gigabit-capable Passive Optical GPON Networks Gigabit IC Integrated circuit PhC Photonic crystal PBG Photonic bandgap UV Ultra-violet DBR Distributed Bragg Reflector Laser Laser EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier Erbium FSR Free Spectral Range FWHM Full Width at Half Maximum TFF Thin-film Filter TFMF Thin-film Multicavity Filter DEMUX Demultiplexer MZI Mach-Zehnder Interferometer -Zehnder AWG Arayed Waveguide Grating AOTF Acousto-Optic Tunable Filter SAW Surface Acoustic Wave BUF Bandwidth-utilization Factor IL Insertion Loss Suy hao ghép xen SSR Sidelobe Suppression Ratio TIR Total Internal Reflection khi ca b lc. Liên quan gia tr pha ca các thành phn tn s gây ra bi tri ph tín hiu.
Cách loi cách t. Nguyên tc hong ca cách t truyn dn. Cách t blazing vng ca giao thoa t ng vi góc blaze là ci. Các loi cách t si quang.
Mt s ng dng ca b lc cách t Bragg kiu si quang. Nguyên lý hong ca b lc Fabry-Perot. Hàm truyt công sut ca b lc Fabry-Perot.18 n c c sóng hong ca b lc Fabry-Perot. B lmàng mng TFMF (Thin-film Multicavity Filter).
Các kiu b lc Mach-Zehnder. Cách t ng dn sóng ma trn.24 to các coupler cho AWG. B lc quang-âm có th u chc AOTF (Acousto-optic Tunable Filter). Hàm truyt công sut ca b lc AOTF.
FSR và F ca b lc vi N kênh khác nhau. Các cu trúc tinh th quang t. Màng lp, tinh th quang 1-D. Cu trúc band quang t cho ng truyn trên mt trc, tính toán cho ba màng lp khác nhau.
Cu trúc band ca màng lp vi hng s tinh th a và các lp có rng khác nhau. Mt tinh th quang 2-D. Cu trúc band tinh th quang cho dãy vuông ca các ct n môi bán kính r = 0.9 xung quang môi ng không = 1. ng thay th bên trong TM ca dãy các tinh th vuông vi các ct = 8.9 trong không khí.48 ng t tm X trng thái TE bên trong mng tinh th vuông có các cn môi = 8.9 trong không khí.
Cu trúc s dng hai lp tinh th quang t khác nhau sp xp so le. Cu trúc tinh th 3 chi. Mng tinh th 3-D trong mt khi lp . Mô hình n môi ng ng cho mng tinh th 3-D.55 lc tinh th quang t mt vùng dch pha.56 lc tinh th quang t m ha.56 lc tinh th quang t hai vùng dch pha.1 Thông s tp trung cho hai band ca mng tinh th vuông ca các thanh n môi, tm X ca vùng Brillouin.56 LI M U Cuc cách mng khoa hn ra mt cách mnh m trên toàn cu.
Cuc cách m i tin sang mt k nguyên mi, k nguyên ca n minh d nn công nghip trí tu. Khoa ht y kinh t phát trin và tin sang mn mn kinh t tri thn thông là ngành công nghip c vai trò vô cùng quan trng trong mi mt ci sng xã hi. Mng truyn dc các nhu cu ci s dng dch v vin thông v n, chng tín him bu này dn n s phát trin tt yu ca mng truyn dn quang. Nó nhanh chóng phát trin tr thành m ng trc t ln vi nhiu công ngh m i phc v cho m Cùng vi s phát trin ca mng truyn dn quang thì các công ngh ch to thit b n.
Các thit b mi nhm và chng truyn dn cho mc phm c hu ca mc, suy hao, khuyi công sut, b l c là mt phn quan trng ca truyn dn quang. Không có thit b này không th thc hin bt k s chuyn mn dn mt vài tín hiu trong cùng mt si quang ti cùng mt thm. Tinh th quang t (photonic crystal) là mt loi vt liu mi có nhi ng tinh th bán dn, mt vt liu làm nên cuc cách mng mi v s phát trin ca công nghin t (IC). Chính nh s phát trin ca ngành công nghip này tc nhng máy tính cá nhân gn, nh vi t cao, nhng h thng thông vin thông siêu tng.
Tinh th quang t là mt cu trúc không gian tun hoàn ca các vt liu có hng s n môi khác nhau. S bii tun hoàn ca hng s n môi làm xut hin vùng cm quang (photonic bandgap - PBG) trong cu trúc ca tinh th quang t. Vùng cm quang trong tinh th quang t có vai trò gim v ng trong bán dn. 1 Chúng ta có th s dng tinh th quang t u khin, giam gi và kim soát ánh sáng trong không gian ba chiu.
Tinh th quang t có th cm hoàn toàn các n t cc sóng trong vùng cm quang lan truyn qua nó mà không ph thuc vào s phân cc ca ánh sáng. Trên thc t, tinh th quang t linh kin then cht cho các mch tích hp quang trong thông tin quang và các h thng t trong ti kh m soát s lan truyn và bc x t phát ánh sáng, tinh th quang t có ng to ln s phát trin công ngh ch to các b lc quang, chuyn mch quang t cao, ht quang, laser, ng dn sóng vi các r t ngt ng dng trong Bc vin thông, vi mong mun tìm hiu thit b quang, tôi ch tài tin hành nghiên cu. i s ng dn tn tình ca TS. ging viên b môn h thng vin thông, tôi vit lun u bit còn hn ch, lui nhng sai sót, tôi mong nhc ý ki .
2 NG QUAN V B LC QUANG 1.1 c tiên, b lc là mt quá trình x lý nhm loi b nhng gì không có giá tr hon và gi li nhng gì có giá tr s dng. Trong x lý tín hic thit k lc tín hin tìm) t trong tín hiu trn ln gia tín hiu sch và nhiu tín hiu (không cn thit). Thut ng "b lc quang" là mt thut ng rng ln, bao gm bt k cu trúc nào phân bit c các thành phn tn s khác nhau ca mt tín hiu n và x lý chúng theo nhng cách khác nhau. B lc quang là phn t th ng hong trên các nguyên lý truyn sóng không cn ngun cung cp.
Vic chuyi mt tín hiu vào có th v , pha, hoc c hai, c thc hin ch yu thông qua mt s hình thc cng hoc can nhiu, sau này n hiu ng tr B qua phi tuyn, b lc quang bao gm các h thng tuyn tính thi gian bt bin, có th c trong min thi gian ca mt hàm ng xung h(t).3) Hàm , H(), là trng tâm chính ca các v thit k b lc. ng c i ca tín hiu n, trong khi pha ph thuc tn s (), mô t pha cho mt thành phn tn s c khi truyn qua b lc. 3 Có rt nhi thc hin, u dm: c sóng s b tr pha so vng qua các ng dn khác nhau. Tùy thuc vào cách nguyên lý hong ca tng thit b mà ta có hai nhóm các b lc quang : b lc quang c nh và b lc quang u khic.
- B lc quang c nh là các b lc v nguyên lý nó loi b tt c c sóng, ch cho phép gi li mc sóng c c. - B lu chc là các b lc có th c sóng cho qua tùy theo yêu cu. i b lc có kh n lc sóng truyn qua nó. Nhng b lc này là loi phn t tích ci phi có ngun cung cp t bên ngoài.
Mt tp h lc, mt b phu khin vic la chn loi b lc này cho hai mc c các máy thu và xây dng mt mng chuyn mch quang ng. T u chnh ph thuc vào kiu mng mà chúng ta s dng. Mng chuyn m dng yêu cu t i thp, thi gian chuyn mch tính bng ms. Còn mng chuyn mch gói thì có thi gian chuyn mch c và thi mt t lu chc còn có mt s ng dng dây tr, lazer sc, các thit b Hình 1.
[4] (a) B lc c c sóng k , (b) B lc có th u chc sóng trong khong . 4 b lc quang c thit k cho phép mt dc sóng ánh sáng truyn tt c c sóng còn li: Long pass: ch c sóng l. Short pass: ch c sóng nh . Band pass: ch c sóng trong mt di nhnh .
a b lc có th rng hay hp tùy theo thit k vi quá trình chuyn dch hay ct có th t ngt hoc t t. Có b lc thit k vi nhic tính truyn dn phc tp, có kh hai d c s dng trong nhip nh. Trong khoa hc và k thung s dng các b lc tính truyn dn thông dng.2 Ta nghiên cu các thông s sau: pha ph thuc ph, tán sc. Pha có th c th hin bng hng s truyn, , ca mt mode quang bên trong b lc: [2] ( ) ( ) z neff ( ) z (1.4) c neff là và z khong cách truyn.
ng quan tâm ti xung quang vn s truyn nh qua vic truyn nhng tín hing quang là hu hn vi tn s 0 c, nên: [2] 1 1 ( ) (0 ) 2 D | 0 ( ) O ( ) 3 (1.5) v g 0 2 vg c gi là vn tc nhóm, và ngho ca nó là s tr nhóm cho m v khong cách truyn, các pha bi mt tín hiu quang.7) vg d t ch s nhóm, ng , mô t "" giá m tr t cu trúc.