• Không có kết quả nào được tìm thấy

=1, <51=<53=1,<52=2.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Chia sẻ "=1, <51=<53=1,<52=2."

Copied!
6
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Văn bản

(1)

VN U . JOURNAL O F S C IE N C E , Mathematics - Physics, T.XXI, N02, 2006

C R O S S T A L K E F F E C T IN THE CASE

O F TH R EE MONOMODE PLAN WAVE GUIDES

D in h V an H oang, Mai H ong H anh College o f sciences V ietnam N a tio n a l U niversity

A b s tra c t. In th is p ap er, we exam ined th e crosstalk effect in the case of th re e monomode p ro p a g a tin g wave in th re e plan wave guides.

On th e b a sis of solving p ro p a g a tin g wave equations, we have received th e influence of s tr u c tu r e p a r a m e te r as the refractive index difference, the le n g th s of p r o p a g a tin g waves, th e d ia m e te r of wave guides, th e s e p a ra te d d istance betw een two a d ja c e n t wave guides etc... on the crosstalk effect.

Key words: w ave guides optics, optical communication.

L I n tr o d u c tio n

Since th e n in e tie s of la s t cen tu ry , m an k in d h a s gone into th e period of info- b re a k out. By th e te c h n iq u e WDM, one can o b tain a larg e gigabit a t far in te rv a l of optical tr a n s m is s io n line. H ow ever, one of th e d efects in th is m u ltic a n a l co m m u n icatio n is th e ex h ib itio n of c ro sstalk effect - th e pow er exchange b etw een th e two w av es p ro p a g a tin g in two a d ja ce n t can als. T h is phenom enon re s u lts in th e noise of in fo rm a tio n w hich n eed ed exclude.

T he c ro s s ta lk effect h a s b een stu d ied in th e case of two a d ja ce n t c a n a ls th a t m ay be c o n sid ere d as two p la n w ave guides [1-4]

In th is p a p e r, we h av e e n la rg e d th e re se a rc h to th e case th re e a d ja c e n t p lan w ave guides. O n th e b a sis of reso lv in g th e p ro p a g a tin g w ave eq u atio n s p re s e n te d in section 2, we h a v e m ad e a stu d y of th e influence of s tru c tu re p a ra m e te rs of wave guides as th e d iffe re n t of re fra c tiv e index, th e le n g th of p ro p ag a tin g w ave, th e d ia m e te r of w ave g uide e tc ... on th e c ro sstalk in te rv a l - a c h a ra c te ristic q u a n tity of c ro ssta lk effect. T h ese r e s e a rc h ’s re s u lts h av e been in d ic ate d in section 3. A t la st, d iscu ssio n a n d conclusions h av e given in section 4.

2. B a s ic e q u a tio n s

We su p p o sed th e re a re th re e p la n w ave guides in w hich th e p la n w aves p ro p ag a te follow ing th e Oz d irec tio n as seen in fig 1

T h ese wa-ve g u id es h a v e th e w id th s of lị, l 2ĩ /3, th e refractiv e index n u n 2i n 3 an d s e p a r a tin g d ista n c e s of d u d 2 .

T he p ro p a g a tin g w aves h av e form s:

.E i (y,z) = a iul (y)e~jp'* (1)

E 2(y ,z) = a2u2(y)e~J^ (2)

34

(2)

C r o s s ta lk E ffect in th e C a se o f T hree M o n o m o d e P l a n W ave G u id e s 35

E 3{y,z) = azu A y ) e ilhz (3)

H ere a u a 2, a3 - c o n sta n ts, /?!, jS2, /?3 - p ro p ag a tio n c o n sta n ts, u x(y)f u 2(y), ỉ/3(y) - am p litu d e fu n ctio n s of waves.

W hen th e pow er exchange b etw een th e w ave g u id es a p p e a re d , c o n sta n ts a x become functions slowly ch an g ed by z.

T he H elm holtz e q u atio n for each wave, in th is case, h a s th e follow ing form:

V2i£. +k?Eị = - S m (i,m = 1,2,3) (4)

H ere th e source Sm d e m o n s tra te s th e field of one w ave su ffered th e influence of th e a n o th e r w ave. Follow ing [1] we can give

s m = K - n 2) K K = K - k 2) K (5)

2

W ith k0 = — - w ave n u m b er, A - velocity of lig h t in vacu u m .

A

From (4), (5), we have the system of equations for th ree plan wave guides, as follows.

(6)

v 2 £ , + k fE l = - ( k ị - k 2)E 2

V 2E 2 + % E 2 = - [ ( *32 - k 2)E3 + (kỉ - k 2)E x]

V % + k%E3 = - ( k l - k 2)E 2

(7)

(

8

)

Solving th is sy stem of e q u a tio n s a fte r th e a p p ro x im a tio n of n e g le ctin g —d2a

dz- ÔCL

before — - , we received a new sy stem of eq u atio n s:

dz

(3)

36 D inh Van Hoangy Mai Hong H a n h

^ = - j C 2la2(z)eJ

dz (9)

dz (10)

% = - j C l2a Ạ z)e-j ^ - jC 32a3(z)e-J^ (11)

w ith

&p\ — P\ $2 > ^03 ~ Pz 02

í

2 2

k ĩ — ị? \

C 32 = 0/? I u3(y)u 2(y)dy p2

2

c 23 = o n í u3(y)u2(y)dy 2/*3

T his system is solved n u m erica lly for d ifferen t cases, d ep en d in g on th e d iv erse form s of function Ui(y).

3. T he in flu e n c e o f s tr u c tu r e p a r a m e te r o f w a v e g u id e s o n th e c r o s s ta lk

3.1 D e f in i ti o n: C ro ssta lk in te rv a l L0 is th e in te rv a l d e te rm in e d since th e tra n sm issio n of lig h t in one w ave guide begins u n til th e pow er exchange a p p e a rs.

3.2 E x p re ss io n o f f u n c t io n Uị(y) a n d v a lu e s o f p a r a m e t e r . We ta k e for function Ui(y) th e follow ing ex p ressio n s

w here A =

c =1,

B

=1, <51=<53=1,<52=2.

N u m erical v a lu e s of p a ra m e te rs a re chosen

Ằị = Ă

2

= y?3 = 133ịxm.a^ - a2 = a3 = 1 Ịum.cl^ = d 2 = d3 = 1CT4 m nx = n 2 = n 3 = 1.5 \n = 1.4999

3.3 The influence o f r e fra c tiv e index difference on L0

U sing M atlab la n g u a g e a n d s ta r tin g from (9) - (12), we p lo tted th e curves

|a-(2)|2v e rsu s z. In fig.2, a re p re s e n te d th e c u rv e s|a t(z)| w hen An = (nx - n) = (n 2 - rt) = (n3 - n) v aries.

From figure 2 a n d ta b le 1, one can see t h a t th e d im in u tio n of An r e s u lts in th e in crease of L 0.

in te r v a l

Uj(y) = Ae s'y-,u2(y) = Be Sỉy;u3(y) = Ce s*y (12)

(4)

C r o s s ta lk E ffect in th e C ase o f T h re e M o n o m o d e P l a n W ave G u id e s 37 T a b le 1

An 0.01 0.001 0.0001

L0(m) 23.585 235.136 2350.8

F ig.2. T he d iag ra m allow s to d e te rm in e th e d ep en d en ce of L0 on An 3.4 The d e p e n d e n c e o f L0 on s e p a r a tin g d is ta n c e d l9 d 2

By th e sam e m eth o d of calcu latio n w ith all o th e r p a ra m e te rs rem ain in g anchanged b u t dị v a rie s, we o b tain ed fig.3 an d ta b le 2

T a b le 2

ư,= rf2(m) 10-5 1010-3 10-2

Lq( m) 2351.2 2350.8 2353 2369.6

Fig. 3. T he d ia g ra m allow s to d e te rm in e th e d ep en d en ce of 0 on d lt d 2 T he receiv ed re s u lts show t h a t L0 is alm o st u n c h an g e d w hen dj v aries.

(5)

38 D inh Van Hoang, M ai Hong H anh

3.5 The influence o f w a ve length on L0

In th is case, we v a rie d only th e le n g th of Aj. T he re s u lts from fig.4 an d ta b le 3 in d ic ate th a t th e in c re a se of Aj will lead to in th e a u g m e n ta tio n of L0 i.e. th e c ro ssta lk effect will d im in ish a t longer w ave len g th s.

T ab le 3

A (nm) 1.08 1.33 1.55

L0(m) 1909.1 2350.8 2739.4

Fig. 4. The d ia g ra m allow s to d e te rm in e th e d ependence of L0 on A.

3.6 The ch a rg e o f L0 w hen a m p litu d e o f wave va ries

W hen th e a m p litu d e B of w ave p ro p a g a tin g in th e second wave guide is v aried , we o b tain ed fig 5 a n d ta b le 4.

Fig. 5. T he d iag ra m allow s to d e te rm in e th e d ependence of L0 on B

(6)

C r o s s t a lk E ffect in th e C ase o f T hree M o n o m o d e P l a n W ave G u id e s 39 T a b le 4

B 1 2 3

L0(m) 4707.5 2350.8 1567.2

From fig 5 an d tab le 4, L0 d ecreases by in c re a s in g B . T h is show s t h a t the stro n g in te ra c tio n b etw een th e w aves p ro p ag a tin g in 3 w ave guides re s u lts in the in crease of c ro sstalk effect.

4. D is c u s s io n an d c o n c lu s io n s

From o b tain ed re s u lts p re se n te d above, we could rev eal som e following conclusions:

- T he c ro sstalk effect d ep en d s clearly on th e ch an g e in th e s tru c tu re p a ra m e te rs of wave guides. T he m ost sen sitiv e p a ra m e te r s w hich d im in ish the influence of c ro sstalk effect a re refractiv e index d ifferen ce An a n d w ave len g th A p ro p a g a tin g in w ave guides.

■ The distribution of am plitude functions Uj can create the transform ation of c ro sstalk effect. T he o b tain ed re s u lts also in d ic ate t h a t d iffe re n t wave fu n ctio n s will give d iv erse crosstalkv effect a n d th is p o in t n eed s to be f u r th e r exam ined.

- T he m eth o d of c alcu látio n used in th is p a p e r m ay be ap p lied to th e case of m ore th a n 3 w ave guides or th e case of m ultim ode w ave guides.

Reference:

1. A .Y ariv, Q u a n tu m E lectronics T h ird E d itio n , J o h n W iley & Sons, N.Y. 1988 2. H .H u an g , Couple M ode Theory as a p p lied to Microwave a n d O ptical

T ra n sm issio n , N e th e rla n d s 1984.

3. T. T a m ir, G u id ed Wave O ptoelectronics, S p rin g e r-V e rla g N.Y. 1990

4. B.E.A S aleh , M .c Teich, F u n d a m e n ta ls o f p h o to n ic s, J o h n W illey & Sons N Y 1991.

Tài liệu tham khảo

Tài liệu liên quan

1 Tìm đường đưa chú chuột đến miếng pho mát, bằng cách đi theo các chỉ dẫn cho trong mỗi ô mà chuột đi qua... Cách chơi: • Chơi theo

1. Khoảng năm 2030 tất cả học sinh sẽ có máy tính riêng của chúng ở trường. Tôi không thể đến bữa tiệc của bạn vào thứ Sáu tới bởi vì tôi sẽ làm việc vào ngày đó.).. 3.

Để tính số bao xi măng chưa được chở em lấy tất cả số bao xi măng trừ đi số bao xi măng đã được chở, nên đây là bài toán liên quan đến phép trừ..

Tôi đang hát một bài hát.. Tôi

Giải Công nghệ lớp 3 trang 47 Câu hỏi 1: Em hãy quan sát mẫu biển cấm đi ngược chiều Hình 2 và cho biết hình dạng, màu sắc, kích thước các bộ phận của biển báo.. -

Tình huống 2: Nếu là Bin em sẽ khuyên Na và Cốm bình tĩnh lắng nghe ý kiến của nhau, không nên đổ lỗi cho bạn và cũng không nên giận bạn khi chưa rõ nguyên nhân là

A. Chọn thư mục lưu bài trình chiếu. Gõ tên tệp vào ô File name. Nháy chuột vào nút lệnh D. Nháy chuột vào nút lệnh Save để hoàn tất. Nháy chuột vào nút lệnh. Chọn

- Một cây làm chắng nên non Ba cây chụm lại nên hòn núi cao - Khôn ngoan đá đáp người ngoài Gà cùng một mẹ chớ hoài đá nhau - Bầu ơi thương lấy bí cùng. Tuy