Tài liệu Tán xạ raman kích thích

Mục lục
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU i
CHƯƠNG 1: TÁN XẠ RAMAN 1
1.1 Tổng quan về tán xạ Raman 1
1.1.1 Ánh sáng 1
1.1.2 Tương tác của ánh sáng và môi trường 1
1.1.3 Sợi quang 2
1.1.4 Quá trình truyền ánh sáng trong sợi quang 4
1.1.5 Tính chất phi tuyến của sợi quang 7
1.1.6 Tán xạ ánh sáng 9
1.1.7 Tán xạ Raman 10
1.2 Đặc tính của tán xạ Raman kích thích 12
1.2.1 Phổ khuếch đại Raman 12
1.2.2 Ngưỡng Raman 14
1.2.3 Ảnh hưởng của các chất phụ gia trong sợi thuỷ tinh 17
1.2.4 Ảnh hưởng của phân cực ánh sáng 18
1.3 Ảnh hưởng của tán xạ Raman kích thích trong thông tin quang 19
1.3.1 Ảnh hưởng của SRS đối với hệ thống đơn kênh 19
1.3.2 Ảnh hưởng của SRS trong hệ thống WDM 23
1.4 Thí nghiệm tán xạ Raman kích thích 27
1.4.1 Thí nghiệm đo hệ số khuyếch đại Raman 27
1.4.2 Thí nghiệm đo ngưỡng Raman 30
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG TÁN XẠ RAMAN KÍCH THÍCH KHUYẾCH ĐẠI TÍN HIỆU QUANG 32
2.1 Sự cần thiết phải khuyếch đại quang 32
2.2 Những khái niệm cơ bản về khuyếch đại quang. 33
2.2.1 Phổ khuyếch đại và băng tần bộ khuyếch đại 33
2.2.2 Nhiễu trong bộ khuyếch đại quang. 35
2.2.3 Các ứng dụng khuyếch đại 37
2.3 Bộ khuyếch đại quang Raman 38
2.3.1 Nguyên lý bơm 38
2.3.2 Hệ số khuyếch đại và băng tần của bộ khuyếch đại Raman 40
2.3.3 Tăng ích quang Raman 41
2.3.4 Hiệu năng khuyếch đại 44
2.3.5 Nhiễu trong các bộ khuyếch đại Raman 47
2.3.6 Khuyếch đại Raman phân bố DRA (Distributed Raman Amplifier) 49
2.3.7 Khuyếch đại Raman tập trung LRA (Lumped Raman Amplifier) 52
2.3.8 Bộ khuyếch đại quang lai ghép Raman/EDFA 55
2.4 Ứng dụng bộ khuyếch đại quang Raman trong hệ thống WDM 55
CHƯƠNG 3: CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG 58
3.1 Tính toán tham số 58
3.1.1 Tham số “Walk-off” d 58
3.1.2 Hệ số khuyếch đại Raman 58
3.2 Các lưu đồ thuật toán 60
3.2.1 Lưu đồ thuật toán tính hằng số lan truyền sóng 60
3.2.2 Lưu đồ thuật toán tính hệ số khuyếch đại Raman 60
3.2.3 Lưu đồ tính hệ số phi tuyến 61
3.2.4 Lưu đồ thuật toán mô phỏng SRS 62
3.3 Kết quả mô phỏng và giải thích 63
3.3.1 Kết quả mô phỏng phổ khuyếch đại Raman 63
3.3.2 Kết quả mô phỏng ảnh hưởng của SRS 64
3.3.3 Đặc tuyến công suất 68
KẾT LUẬN 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO 70
PHỤ LỤC A. Phương pháp biến đổi Fourier rời rạc 71
PHỤ LỤC B. Chương trình mô phỏng 73