Share
امثلية مضخمات الالياف البصرية البارامترية == Optimization of Fiber - Optic Parametric Amplifiers
Author name:
مؤيد حنون سلمان الكناني
Supervisor name:
علي هادي حسن الحمداني | حسن عبد ياسر
General topic:
Physics
Specific topic:
Physics
Degree:
Doctorate
University:
Mustansiriyah University - Faculty Of Education
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1948 - p.pdf
Abstract:
في ظل ظهور تقنية انظمة الاتصالات التي تعتمد تقنية قسمة - مزج الطول الموجي (WDM) وازدياد المسافات الى عشرات الالاف من الكيلومترات في انظمة اتصالات الالياف البصرية, ظهرت الحاجة الى ايجاد مضخمات بصرية تعوض الخسارة في القدرة للاشارات المنتقلة. تنقسم المضخمات البصرية, التي تضخم الاشارة البصرية مباشرة بدون تحويلها الى اشارة كهربائية, الى عدة انواع تعتمد كل منها على عمليات فيزيائية مختلفة واوساط بصرية مختلفة. وتبرز اهمية كل نوع من هذه المضخمات حسب نوع التطبيق المستخدم لاجله. ففي مضخم الليف البصري البارامتري والذي يستخدم لتضخيم الاشارات المنتقلة لمسافات كبيرة في اتصالات الالياف البصرية, فان عملية التضخيم تعتمد اساسا على مزج الموجات الاربع (FWM). عموما, معرفة كفاءة وامثلية هذا النوع من المضخمات يتم بواسطة ثلاثة عوامل رئيسية هي : عرض حزمة الربح, التسطح, مقدار الربح المتحقق.في هذه الرسالة تم دراسة مضخم الليف البصري البارامتري (FOPA) والظواهر المتعلقة به بهدف الوصول الى افضل ظروف تشغيل. ان عملية مزج الموجات الاربع (FWM) هي اساس عمل التضخيم في هذا النوع من المضخمات وهي تعتمد على عوامل كثيرة مثل : التشتت, قدرة النبضات الداخلة, الطول الموجي للتشتت الصفري (ZDW), عامل اللاخطية, وعلاقة مركز النظام مع الطول الموجي للتشتت الصفري. بالاضافة الى تلك العوامل فان حالات الاستقطاب للنبضات الداخلة والعلاقة فيما بينها له الدور الكبير في تحديد قدرة التضخيم. ولكون الليف البصري استخدم هنا كمضخم فان ذلك يتطلب قدرة عالية لنبضات الضخ تتجاوز شرط العتبة لاستطارة رامان المحفزة (SRS) وهذا يستوجب دراسة تاثير هذه الاستطارة على طيف الربح. ان حساب خواص المضخم وفق النظرية القياسية يستوجب حل المعادلات المرتبطة للنبضات المنتشرة داخل الليف. وحيث ان هذه المعادلات غير قابلة للحل التحليلي لذلك تم استخدام تقريبات مقبولة ومبنية على اساس تقسيم الليف البصري الى مجموعة من المقاطع الصغيرة المتتالية. ووفقا لذلك تم وضع حلول تحليلية لهذه المعادلات واستنتاج صيغة تكرارية للتطبيق على اي طول لليف البصري. وذلك يتزامن مع وضع صيغ رياضية دقيقة لعامل اقتران الطور البصري والتي استخدمت مع الحلول التحليلية المقترحة لحساب طيف الربح. اثبتت النتائج التقارب الفائق بين النموذج المقترح والحل العددي. ان تطابق حالات الاستقطاب للنبضات المتفاعلة في عملية مزج الموجات الاربع يؤدي بشكل كبيرالى تعظيم عملية الربح المتحققة وهي حالة مثالية. عندما تكون حالات الاستقطاب للنبضات الداخلة ذات صيغ استقطاب عشوائية, وهي الحالة الطبيعية, فان ذلك يتطلب ادخال مفهوم ثنائي الانكسار في معادلات الارتباط للنبضات المنتشرة. من اجل ذلك فان النموذج الذي تم تطويره هنا يتضمن دراسة تاثير ثنائي الانكسار وتحليل حالات الاستقطاب في فضاءي جونز وستوكس لكلا النوعين من المضخم, باستخدام نبضتي ضخ او نبضة ضخ واحدة. حقق النموذج المقترح تطابقا مع النماذج المعروفة والتي تعتمد في الغالب على الحلول العددية.عندما تتجاوز قدرة الضخ شرط عتبة معين فانه يتوجب ادخال تاثير استطارة رامان المحفزة في معادلات الارتباط للنبضات المنتشرة. ومن خلال دراسة دالة استجابة رامان فان تاثيرات هذه الاستطارة يمكن من اضافتها والتوصل الى نظام معادلات جديد, حيث افترض ان حالات الاستقطاب متطابقة لتبسيط عملية التحليل. هذا النظام غير قابل للحل تحليليا ولذلك تم حله عدديا باستخدام طريقة رانج كوتا (Runge - Kutta). اظهرت النتائج تطابقا مع السلوك في حالة النظرية القياسية مع حدوث تغيرات معينة بسبب تاثير الاستطارة.
