B? khuy?ch d?i Raman

1
B? khuy?ch d?i Raman
2
Luu l?i thông tin c?n thi?t
Ð?a ch? b?n dã t?i http//mientayvn.com/Cao20hoc
20quang20dien20tu/Semina20tren20lop/seminar.h
tml
Noi b?n có th? th?o lu?n http//myyagy.com/mienta
y/
D?ch tài li?u tr?c tuy?n mi?n phí http//mientayv
n.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.html
D? án d?ch h?c li?u m? http//mientayvn.com/OCW/M
IT/Co.html
Liên h? v?i ngu?i qu?n lí trang web Yahoo
thanhlam1910_2006_at_yahoo.com Gmail
frbwrthes_at_gmail.com
3
(No Transcript)
4
B? khuy?ch d?i Raman

• B? khuy?ch d?i Raman s? d?ng nh?ng tính ch?t
  bên trong s?i quang d? khuy?ch d?i tín hi?u.

5

• Có 2 lo?i khuy?ch d?i Raman

• Khuy?ch d?i Raman phân ph?i
• (Distributed Raman Amplifier DRA)

• Khuy?ch d?i Raman k?t h?p
• (Lumped Raman Amplifier LRA)

6

• Trong b? khuy?ch d?i Raman k?t h?p, ngu?i ta s?
  d?ng m?t s?i quang chuyên d?ng làm t? v?t li?u
  phi tuy?n có chi?u dài ng?n và ti?t di?n nh? d?
  cung c?p s? khuy?ch d?i.

Ti?t di?n nh? c?a s?i quang làm gia tang s?
tuong tác gi?a sóng bom và sóng tín hi?u (s? tr?n
3 sóng) và do dó có th? gi?m chi?u dài s?i quang
c?n thi?t.
7

• Trong b? khuy?ch d?i Raman phân ph?i, s?
  khuy?ch d?i d?a trên hi?u ?ng tán x? Raman kích
  thích (Stimulated Raman Scattering SRS). Sóng
  tín hi?u du?c khuy?ch d?i n?u sóng bom có t?n s?
  và công su?t thích h?p du?c dua vào trong s?i
  quang.

S? t?t d?n c?a cu?ng d? tín hi?u khi truy?n trong
s?i quang có th? du?c kh?c ph?c
8

• ? Co ch? c?a b? khuy?ch d?i Raman phân ph?i là
  tán x? Raman kích thích (SRS)

3. ?P gtgt ?S
3 di?u ki?n sóng bom
2. Phát d?ng th?i v?i sóng tín hi?u
1. Công su?t l?n
Signal
? Ð? tang cu?ng Raman ph? thu?c vào ? Công
su?t bom ? Ð? chênh l?ch t?n s? gi?a sóng bom
và sóng tín hi?u
Amplified Signal
9

• S? khuy?ch d?i x?y ra khi photon c?a sóng bom
  phóng thích nang lu?ng c?a nó d? t?o thành photon
  m?i có bu?c sóng b?ng bu?c sóng c?a sóng tín hi?u

Pump, ?P
Signal, ?S
?P ? ??
? n?S n ? Z
?S
?S
Ph?n nang lu?ng du th?a ?? s? du?c h?p th? b?i
các phonon.
??S
?P
??
10

• Phân t? môi tru?ng có nhi?u tr?ng thái dao d?ng
  phía trên tr?ng thái n?n ? Có nhi?u chuy?n d?i
  kh? di th?a

?P ? ??
tùy thu?c vào t?n s? sóng bom
? n?S
11

• Nh?n xét
• Ð? tang cu?ng Raman (Raman Gain) g?n nhu tang
  tuy?n tính theo t?n s? sóng bom khi t?n s? sóng
  bom n?m trong kho?ng 0 -12 THz
• Sau dó d? tang cu?ng gi?m d?t ng?t khi t?n s?
  sóng bom l?n hon 12 THz

Ð? th? bi?u di?n s? ph? thu?c c?a d? tang cu?ng
Raman theo t?n s? sóng bom d?i v?i s?i quang SiO2
12
Pump, ?P , PP
z
Signal, ?S , PS
0
L

• Bi?u th?c th? hi?n s? thay d?i công su?t sóng bom
  và sóng tín hi?u theo kho?ng cách z

aS ,aP d? hao phí (the fiber loss) c?a sóng
tín hi?u và sóng bom khi truy?n trong s?i quang
gR h? s? tang cu?ng Raman trong s?i quang (the
Raman gain coefficient)
(1)
(2)
D?u tr? th? hi?n công su?t sóng bom gi?m d?n theo
kho?ng cách
13
(1)
(2)

• N?u chúng ta b? qua s? h?ng th? nh?t bên v? ph?i
  c?a phuong trình (2) (s? h?ng th? hi?n s? suy
  gi?m c?a sóng bom), ta du?c

Aeff ti?t di?n hi?u d?ng cho s? tang cu?ng Raman
chi?u dài hi?u d?ng d?i v?i sóng bom
14

• Ð? tang cu?ng Raman (Raman Gain) d?i v?i sóng tín
  hi?u

K h? s? phân c?c (polarization factor) G tính
b?ng don v? dB (decibel)
15
Trong th?c nghi?m, khi dua sóng bom và sóng tín
hi?u vào s?i quang, thu?ng có 2 cách b? trí
Bom d?ng hu?ng
Bom ngu?c hu?ng
Bom ngu?c hu?ng du?c s? d?ng ph? bi?n hon d?
nhi?u c?a sóng tín hi?u nh?.

• B? khuy?ch d?i Raman phân ph?i (Distributed
  Raman Amplifier DRA) du?c s? d?ng r?ng rãi
  trong các h? thông tin liên l?c du?ng dài, d?c
  bi?t là h? da h?p chia bu?c sóng (Wavelength
  Division Multiplexing WDM)

16

• H? da h?p chia bu?c sóng (WDM) là h? khuy?ch
  d?i d?ng th?i nhi?u sóng tín hi?u có t?n s? khác
  nhau (g?i là tín hi?u da kênh (multi channel),
  m?i kênh phát ra m?t sóng tín hi?u t?n s? nh?t
  d?nh).

S? khuy?ch d?i Raman x?y ra bên trong s?i quang
s? bù vào s? hao phí c?a tín hi?u trong quá trình
truy?n sóng ?Tín hi?u có th? truy?n di trên m?t
kho?ng cách l?n mà v?n d?m b?o cu?ng d?
17
Máy phát quang h?c (Optical Transmitter) phát
các tín hi?u da kênh B? da h?p quang (Optical
Multiplexer) t?ng h?p các tín hi?u da kênh d?
dua vào s?i quang S?i truy?n quang (Transmision
Fiber) truy?n tín hi?u B? khuy?ch d?i quang
(Optical Amplifier) khuy?ch d?i tín hi?u B? gi?i
da h?p quang (Optical Demultiplexer) phân gi?i
tín hi?u trong s?i quang tr? l?i thành các tín
hi?u da kênh Máy thu quang (Optical Receiver)
thu nh?n các tín hi?u da kênh
18

• H?n ch? l?n nh?t c?a b? khuy?ch d?i Raman phân
  ph?i (DRA) là dòi h?i sóng bom ph?i có công su?t
  r?t l?n d? d? khuy?ch d?i sóng tín hi?u trong
  su?t quãng du?ng truy?n.

Ngu?i ta thu?ng s? d?ng b? khuy?ch d?i b?ng s?i
quang pha t?p Erbium (Erbium-doped fiber
amplifier EDFA) hay k?t h?p c? hai
19
B? khuy?ch d?i b?ng s?i quang pha t?p Erbium
(Erbium Doped Fiber Amplifier)

• B? khuy?ch d?i b?ng s?i quang pha t?p Erbium
  (còn du?c g?i là b? khuy?ch d?i Erbium hay b?
  khuy?ch d?i quang) là m?t thi?t b? s? d?ng m?t
  s?i quang có chi?u dài ng?n pha t?p nguyên t?
  Erbium (Erbium là m?t nguyên t? hi?m thu?c h?
  Lantan)

IIIB
20
S?i quang pha t?p Erbium dóng vai trò nhu m?t
môi tru?ng c?ng hu?ng d? khuy?ch d?i sóng tín
hi?u thông qua s? tuong tác gi?a sóng bom, sóng
tín hi?u v?i các ion pha t?p.
21

• Sóng bom laser kích thích các ion t?p ch?t
  chuy?n lên m?c nang lu?ng cao hon. Khi có sóng
  tín hi?u truy?n qua, các ion t?p ch?t s? tr? v?
  m?c nang lu?ng th?p hon và phóng thích photon có
  t?n s? b?ng dúng t?n s? c?a sóng tín hi?u ? Sóng
  tín hi?u du?c khuy?ch d?i

?S
S? xu?t hi?n các m?c t?p ch?t cho phép gi?m công
su?t sóng bom ? Kh?c ph?c du?c h?n ch? c?a DRA
?S
?S
?P
22
B? khuy?ch d?i k?t h?p EDFA và DRA (Hybrid
EDFA/DRA Amplifier)

• M?c dù b? khuy?ch d?i b?ng s?i quang pha t?p
  Erbium (EDFA) có th? hoàn toàn thay th? b?
  khuy?ch d?i Raman phân ph?i (DRA) trong các h?
  th?ng thông tin liên l?c, các nhà thi?t k? v?n
  tìm cách nâng cao hon n?a hi?u su?t truy?n tín
  hi?u b?ng cách k?t h?p 2 b? khuy?ch d?i.

EDFA
?P
?P
DRA
?S
?S
?S
Duy trì công su?t và t?n s? sóng tín hi?u trong
su?t quãng du?ng truy?n
Khuy?ch d?i sóng tín hi?u
23
(No Transcript)