Luận văn Khuếch đại Raman trong hệ thống thông tin quang

Mặc dù tán xạ không đàn hồi của phần tử ánh sáng, một hiện tượng.được biết như tán xạ Raman, được tìm ra bởi C.V. Raman trong năm 1928, nhưng hiện tượng phi tuyến của tán xạ Raman kích thích không được chứng minh cho đến năm 1962.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Khuếch đại Raman trong hệ thống thông tin quangĐồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Luận văn Khuếch đại Raman trong hệ thống thông tin quang iĐồ án tốt nghiệp Lời nói đầu LỜI NÓI ĐẦU Mặc dù tán xạ không đàn hồi của phần tử ánh sáng, một hiện tượng đượcbiết như tán xạ Raman, được tìm ra bởi C.V. Raman trong năm 1928, nhưnghiện tượng phi tuyến của tán xạ Raman kích thích không được chứng minh chođến năm 1962. Không lâu sau đó, sợi quang silica suy hao thấp được sử dụngtrong năm 1970, Roger Stolen và những người đồng nghiệp sử dụng tán xạRaman kích thích trong nhiều sợi quang không chỉ cho khuếch đại của tín hiệuquang mà còn cho cấu tạo laser Raman sợi cơ sở. Khả năng của bộ khuếch đạiRaman cho bù suy hao sợi quang trong hệ thống sóng ánh sáng được chứngminh trong những năm 1980 trong một vài thí nghiệm được làm bởi LinnMollenauer và đồng nghiệp của ông. Tuy nhiên, những thí nghiệm này khôngphù hợp cho sự phát triển bộ khuếch đại Raman trong hệ thống thông tin quangthương mại. Tiếp theo bộ khuếch đại sợi quang pha tạp Erbium có bơm sử dụnglaser bán dẫn có tính thực tiễn hơn nên khuếch đại Raman đã bị bỏ qua suốtnhưng năm 1990. Tuy nhiên, việc nghiên cứu laser bơm thích ứng cho khuếch đại Raman vẫnđược tiến hành. Một vài công nghệ tiên tiến được tìm ra trong những năm 1990giúp cho việc sản xuất ra laser bán dẫn đơn mode ngang có khả năng phát mứccông suất vượt quá 0,2 W. Người ta cũng nhận thấy rằng một vài laser bơm cóthể sử dụng tương thích tại bước sóng khác nhau và cung cấp độ khuếch đạiRaman qua một băng tần rộng bao gồm cả băng truyền dẫn C và L. Hơn nữa,người ta cũng chế tạo ra bộ khuếch đại Raman phân bố có độ khuếch đại trên 10km có nhiễu nhỏ hơn so với bộ khuếch đại sợi pha tạp Erbium có độ khuếch đạitrên 10 mét. Khi laser bán dẫn công suất lớn có giá trị về thương mại vào cuốithế kỷ 20, bộ khuếch đại Raman đã được sử dụng trong một số thí nghiệm vàthấy rằng nó cải thiện hiệu năng của hệ thống WDM. Tới năm 2003, việc sửdụng bộ khuếch đại Raman đã khá phổ biến cho hệ thống tầm xa được thiết kếđể hoạt động qua hàng ngàn kilomet. Các bộ khuếch đại quang Raman có rấtnhiều ưu điểm so với những loại khuếch đại quang đã được sử dụng trước đó vàrất phù hợp với các hệ thống WDM đang được triển khai hiện nay. Các bộkhuếch đại quang Raman được coi là lời giải cho bài toán khuếch đại quangtrong các hệ thống truyền dẫn quang dung lượng lớn, cự ly dài và rất dài. iiĐồ án tốt nghiệp Lời nói đầu Nhận thức được tầm quan trọng của khuếch đại Raman trong hệ thốngthông tin quang, nên em chọn đề tài “ Khuếch đại Raman trong hệ thống thôngtin quang” để làm đề tài đồ án tốt nghiệp. Nội dung đồ án gồm 3 chương:  Chương 1: Giới thiệu tổng quan về khuếch đại quang: nguyên lý khuếch đại quang và một số tham số khuếch đại quang.  Chương 2: Trình bày về khuếch đại Raman: tán xạ Raman, ưu nhược điểm của khuếch đại Raman, nguyên lý khuếch đại Raman, bơm và phương trình tín hiệu, nhiễu trong khuếch đại Raman, phân loại các bộ khuếch đại Raman.  Chương 3: Trình bày ứng dụng của bộ khuếch đại Raman. Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do khuếch đại Raman là một vấn đềkhó nên nội dung đồ án khó tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong nhận được sự chỉbảo, góp ý của các thầy, cô giáo, các bạn sinh viên để đồ án này được hoàn thiệnhơn. Em xin chân thành cảm ơn cô giáo, ThS. Nguyễn Thị Thu Nga đã nhiệttình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn thông tin quang, khoa viễnthông đã dạy dỗ, dìu dắt em trong suốt 5 năm học vừa qua. Xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã động viên, giúp đỡ trongsuốt thời gian qua. Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Sinh viên Vương Thành Nam iiiĐồ án tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................... iMỤC LỤC ........................................................................................................ ivDANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................... viTHUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................... viiiCHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ KHUẾCH ĐẠI QUANG ................................... 1 1.1.Giới thiệu chung ..................................................................................... 1 1.2. Nguyên lý bộ khuếch đại quang ............................................................ 1 1.3.Phân loại khuếch đại quang ................................................................... 3 1.4. Hệ số độ lợi ............................................................................................. 3 1.5. Băng thông độ lợi ................................................................................... 5 1.6. Công suất ngõ ra bão hoà ...................................................................... 5 1.6.1. Độ lợi bão hoà .................................................................................. 5 1.6.2. Công suất ngõ ra bão hoà ................................................................. 6 1.7. Hệ số nhiễu ......................................................... ...