ترجمه خط تأخیر قابل تنظیم نوری بر اساس غیرخطی بودن در یک تشدیدکننده سیم پیچ میکرو فیبر کلکوژنید

توضیحات

 عنوان فارسی: خط تأخیر قابل تنظیم نوری بر اساس غیرخطی بودن در یک تشدیدکننده سیم پیچ میکرو فیبر کلکوژنید

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

All-optical tunable delay line based on nonlinearities in a chalcogenide microfiber coil resonator

چکیده

     ما در این مقاله روشی پیشنهاد کرده ایم که خطوط تاخیری قابل تنظیم تمام نوری بر اساس اثرات غیر خطی در یک رزوناتور کویل میکرو فایبر دوقطبی (MCR)را لحاظ می کند. چرخش پیوسته نور به علت اتصال بین دو MCR یکنواخت در رزونانس موجب تأخیر زمان می شود. با استفاده از شبیه سازی عددی، ما نشان دادیم که امکان طراحی خطوط تاخیری تمام نوری به صورت مدام وجود دارد. قدرت آستانه برای ساخت Kerr  غیر خطی در شیشه سولفید کلوژنید MCR کمتر از 0.1 وات است. با انتخاب توان پمپ مناسب،  می توان تاخیر زمانی را در خطوط تاخیر پیشنهاد شده MCR به صورت دلخواه تنظیم کرد. نتایج شبیه سازی های عددی نشان می دهد که تاخیر زمانی در یک MCR دو چرخشی که به طور مناسب طراحی شده است، می تواند در محدوده 24-147 ps با پهنای باند ~ 1.4 GHz تنظیم شود. گسترش پالس و اعوجاج مربوط به پراکندگی سرعت گروه (GVD) و اثر تعدیل خواص فیزیکی (SPM) خط تاخیر پیشنهاد شده میکروفیربر کویل (MCDL) نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

مقدمه

     یک خط تاخیری نوری یک دستگاه است که می تواند تاخیر زمانی را برای پالس های اپتیکی فعال کند یا سرعت گروه یک پالس نور را کند کند. این دستگاه نوری نیز نقش عمده ای در پردازش سیگنال نوری، محاسبات، بافر و سیستم های ذخیره سازی اطلاعات بازی می کند. در حالت دوم، پالس نور با یک خط تاخیر نهایی با یک سرعت نزدیک به صفر گروه یخ می شود. دو رویکرد وجود دارد که می توان با استفاده از آن ها، سازمان های نور آهسته را به دست آورد:1) material slow-light و 2) structural slow-light . در روش اول سرعت گروهی یک پالس نور با افزایش شاخص متوسط گروه، کاهش پیدا می کند. در این روابط c سرعت نور در خلا، w فرکانس رادیان نور و n متوسط شاخص شکست انبساطی نور است. برای موادی که نسبت dn/dw > 0 است، به دست آوردن ناحیه‌ای با سرعت نور آهسته امکان پذیر است. با این حال، سیستم های با ابعاد بزرگ و قدرت نوری بالا ورودی مورد نیاز است. این دسته شامل شفافیت الکترومغناطیسی، نوسان جمعیت انسجام، تقویت پارامتر نوری، پراکندگی Brillouin تحریک شده و پراکندگی رامان تحریک شده است. در slow light ساختاری، سرعت گروهی یک پالس نور با مدولاسیون فضایی انتشار نور یا با مهندسی پراکندگی ساختار کاهش پیدا می کند. مزایای استفاده از این دسته، مصرف کم توان نوری، اندازه جمع و جور، سازگاری عالی با سایر دستگاه های نوری و سیستم ها است. با این حال، اشکالات اصلی Slow light ساختاری، تاخیر زمانی کم و پهنای باند محدود است. بسیاری از سیستم های Slow light ساختاری در حال حاضر از بلورهای فوتونی، موجبرهای نوری رزونانس متصل شده، فیبرهای Bragg مشبک، رزوناتورهای نوری، دنباله ای از ریزناتورهای یکپارچه به هم وصل شده، رزوناتورهای میکروسفره و رزوناتور میکروتوروئید استفاده می کنند. برای این دو دستگاه، تاخیر زمانی تا 100 نانوثانیه گزارش شده است. اما پهنای باند آن ها محدود به 1 مگاهرتز می شود. البته خطوط پهنای باند دیگر و تاخیر کم نیز وجود دارد که مبتنی بر فیبر نوری تک حالته است. با این حال، این دستگاه ها، به دلیل ابعاد بزرگشان، نمی توانند در سیستم های فشرده جمع و جور استفاده شوند. یکی از راه های کاهش اندازه یک خط تاخیری اپتیکی، استفاده از microresonators است. در [27]، امکان پذیری یک خط تاخیر کویل میکروفیبر نوری با پهنای باند کوچک و کم مصرف (MCDL) نشان داده شده است. پس از آن، یک MCDL قابل تنظیم از لحاظ تئوری پیشنهاد شده است که در آن تاخیر زمانی با کنترل ضریب اتصال توسط تنظیم ولتاژ اعمال شده به یک میله ولتاژ به دست می آید. با این حال، این روش نیاز به ولتاژ بالا دارد. تغییرات فیزیکی در ساختار MCR نیز برای تنظیم pich میان کویل های مجاور مورد نیاز است. علاوه بر این، خطوط تاخیری قابل تنظیم را می توان با تغییر ضریب شکست انشعاب از طریق تنظیم حرارتی بدست آورد. با این حال، طول می کشد تا حرارت و گرما از بین برود. در [20] رویکرد حرارتی متعادل برای تحقق یک خط تاخیر استفاده شده است. اگر چه این روش تمام شرایط گذرا طولانی را حذف می کند، هنوز هم اندازه یک خط تاخیر تمام نوری سریع نیست. همچنین ساختارهای Slow light تئوری و عملی بر اساس MCR ها و رزوناتورهای گره میکروفیبر وجود دارد.

     در این کار، ما یک MCR دو نوبته با طول 2L را به عنوان یک نور کم MCDL در نظر گرفتیم. تاخیر زمانی این روش،  به دلیل چرخش مداوم یک پالس نور در طول دو نوبت MCR است. ما نشان می دهیم که استفاده از مواد Kerr از قبیل شیشه چالکوهناید برای MCDL می تواند به یک خط تاخیر پیوسته قابل تنظیم با طیف گسترده ای از تاخیر زمان و پهنای باند منجر شود. خط تاخیری طراحی شده ما در  chalcogenideglassمبتنی بر  MCDLاز غیرخطی بهبود یافته استفاده می کند. غیرخطی بهبود یافته از دو طریق ایجاد می شود: 1) پارامتر غیرخطی بالا (γ) کلوکوژنید. 2) بهبود شدت در MCDL تشدید کننده. قابلیت تنظیم خط تاخیری پیشنهاد شده ما با تغییر قدرت پمپ در محدوده میلی وات به دست می آید. محدوده تاخیر زمانی قابل تنظیم را می توان با انتخاب مشخصات مناسب MCR، مانند ضریب اتصال که منجر به تاخیرات زمانی بزرگ تر می شود، تعمیم داد. MCDL پیشنهادی دارای ویژگی هایی مانند پیکربندی آسان، ابعاد کوچک، هزینه پایین، قدرت پمپ پایین و سازگاری با طول موج 1550 نانومتری است که باعث می شود آن را برای تمام پردازش های نوری و سیستم پردازش سیگنال بسیار جذاب و مناسب کند.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.