LỜI NÓI ĐẦU

Cuộc cách mạng khoa học và kĩ thuật đã và đang diễn ra một cách mạnh mẽ trên toàn cầu. Cuộc cách mạng này đã đưa nhân loại tiến sang một kỉ nguyên mới , kỉ nguyên của nền văn minh dựa trên cơ sở nền công nghiệp trí tuệ. Khoa học kĩ thuật đã góp phần thúc đẩy kinh tế phát triển và tiến sang một giai đoạn mới đó là nền kinh tế tri thức. Trong đó viễn thông là ngành công nghiệp của tương lai và đóng vai trò vô cùng quan trọng trong mọi mặt của đời sống xã hội.

Mạng truyền dẫn quang ra đời đã đáp ứng được các nhu cầu của người sử dụng dịch vụ viễn thông về băng thông lớn , chất lượng tín hiệu đảm bảo. Điều này dẫn đến sự phát triển tất yếu của mạng truyền dẫn quang. Nó nhanh chóng phát triển trở thành mạng đường trục tốc độ lớn với nhiều công nghệ mới ra đời phục vụ cho mạng như WDM hay EDFA ….

Cùng với sự phát triển của mạng truyền dẫn quang thì các công nghệ chế tạo thiết bị quang cũng ngày càng phát triển. Các thiết bị mới ra đời nhằm tăng tốc độ và chất lượng truyền dẫn cho mạng cũng như khắc phục các nhược điểm cố hữu của mạng quang như là tán sắc , suy hao , khuyếch đại công suất …

Kể từ khi ra đời vào năm 1978 , cách tử Bragg sợi quang đã có những bước phát triển vô cùng mạnh mẽ và hiện nay đã trở nên phổ biến. Nó không chỉ được sử dụng cho các ứng dụng trong mạng truyền dẫn quang mà còn được sử dụng cho các ứng dụng khác như laser và cảm biến quang. Với các ưu điểm của mình như sự đa dạng trong ứng dụng , độ ổn định cao và giá thành hạ, cách tử Bragg sợi quang đã và sẽ phát triển hơn nữa trong thời gian tới.

Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Đức Nhân cũng như sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn thông tin quang của Học Viện , em đã tiến hành nghiên cứu về nguyên lý và các ứng dụng của cách tử Bragg sợi quang. Đến nay em đã hoàn thành bản đồ án với đề tài “Cách tử Bragg sợi ”. Bản đồ án có 4 chương:

Chương I : Giới thiệu chung - giới thiệu về lịch sử và công nghệ chế tạo cũng như ứng dụng của cách tử Bragg sợi quang.

Chương II : Các công nghệ chế tạo cách tử Bragg sợi quang - chương này tiến hành tìm hiểu về các công nghệ chế tạo và đặc điểm của từng loại công nghệ đó.

Chương III : Tính chất và đặc điểm của cách tử Bragg sợi quang - chương này chi tiết cách tử Bragg sợi quang về đặc điểm cấu tạo và các mô tả toán học của các tính chất của các dạng cách tử.

Chương IV : Ứng dụng của cách tử Bragg sợi quang - chương này mô tả về các ứng dụng nổi bật của cách tử trong các hệ thống hiện nay.

Do đề tài có nội dung rộng và tương đối mới mẻ, điều kiện thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót , em mong nhận được sự góp ý chân thành của các thầy cô giáo và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trong khoa viễn thông , bộ môn thông tin quang những người đã giúp đỡ em trong thời gian qua. Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Đức Nhân người đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án. Cảm ơn đến bạn bè và người thân đã tạo điều kiện và động viên để bản đồ án này hoàn thành tốt đẹp.

Hà Nội ngày 18 tháng 10 năm 2005

Sinh viên

Hoàng Trường Giang

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ 2

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 2

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 2

1. 1. Lịch sử phát triển của cách tử Bragg quang 2

1. 2. Sơ lược công nghệ chế tạo FBG 2

1.3. Sơ lược về các ứng dụng của FBG 2

CHƯƠNG 2: CHẾ TẠO FBG 2

2.1 Độ nhạy trong sợi quang 2

2. 1. 1 Mô hình trung tâm màu 2

2. 1. 2 Mô hình thay đổi mật độ 2

2. 2 Các phương pháp tăng độ nhạy 2

2. 2. 1 Xử lí bằng Hydro 2

2. 2. 2. Xử lí bằng nhiệt 2

2. 2. 3 Xử lí bằng cơ học 2

2. 3 Một số phương pháp chế tạo cách tử 2

2. 3. 1 Chiếu xạ tia cực tím điểm-điểm 2

2. 3. 2 Chiếu xạ bằng xung laser CO2 2

2. 3. 3 Phương pháp dãy vi thấu kính 2

2. 3. 4 Phương pháp cấy ion 2

2. 3. 5 Phương pháp mặt nạ biên độ tia UV 2

2. 4 Tóm tắt 2

CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA FBG 2

3. 1 Giới thiệu 2

3. 2 Điều kiện kết hợp pha 2

3. 3 Các phương trình ghép mode 2

3. 4 Lý thuyết mô hình hoá FBG 2

3. 5 Cấu trúc và tính chất của các dạng cách tử 2

3. 5. 1 Cách tử Bragg đều (Uniform FBG) 2

3. 5. 1. 1 Cấu trúc 2

3. 5. 1. 2 Mô tả toán học 2

3. 5. 1. 3 Thời gian trễ và tán sắc 2

3. 5. 2 Cách tử Bragg quang chu kì thay đổi 2

3. 5. 2. 1 Cấu trúc 2

3. 5. 2. 2 Mô tả toán học của CFBG 2

3. 5. 3 Cách tử điều biến chiết suất 2

3. 5. 3. 1 Nguyên lý 2

3. 5. 3. 2 Mô tả toán học của AFBG 2

CHƯƠNG 4: CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÁCH TỬ BRAGG SỢI QUANG 2

4. 1 Ứng dụng của cách tử Bragg quang trong bù tán sắc 2

4. 1. 1 Giới thiệu 2

4. 1. 2 Hiện tượng tán sắc trong sợi cáp quang 2

4. 1. 3 Bù tán sắc bằng quang sợi cách tử Bragg chu kỳ biến đổi tuyến tính 2

4. 2 Ứng dụng của FBG trong bộ tách ghép kênh OADM 2

4. 2. 1 Tổng quan về WDM 2

4.2.2. Kĩ thuật tách ghép kênh quang 2

4. 2. 3 Các cấu hình OADM 2

4. 2. 3. 1 OADM dựa trên FBG và coupler 3 dB 2

4. 2. 3. 2 OADM dựa trên FBG và cấu hình giao thoa March-Zehnder 2

4. 2. 3. 3 Cấu hình OADM sử dụng FBG và Circulator 2

4. 2. 3. 4 OADM dựa trên cách tử đặt giữa Coupler 2

4. 2. 3. 5 Các tham số của các cấu hình OADM 2

4. 3 Ứng dụng của FBG trong cân bằng khuyếch đại của thiết bị khuyếch đại quang sợi EDFA 2

4. 3. 1 Tổng quan về EDFA 2

4. 3. 1. 1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của EDFA: 2

4. 3. 1. 2 Tăng độ cân bằng cho khuyếch đại EDFA 2

4. 3. 2 Ứng dụng của FBG trong bộ cân bằng khuyếch đại EDFA 2

4. 4 Một số ứng dụng khác của FBG 2

4. 4. 1 Ứng dụng trong cảm biến 2

4. 4. 2 Ứng dụng trong công nghệ Laser 2

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73