Upload
www-mientayvncom
View
44
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
SVTH:NGÔ THỊ HẠNH 1113126TRƯƠNG PHƯƠNG DUNG 1113065TRẦN NHỊ ÁI 1113021LÂM SUNG 1113363TRẦN PHƯƠNG NGUYÊN 1113290
LƯỠNG ỔN ĐỊNH QUANG
(OPTICAL BISTABILITY)
MỘT SỐ THÔNG TIN CẦN THIẾT
Tài liệu quang phi tuyến: http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html#6
https://drive.google.com/folderview?id=0B2JJJMzJbJcwajNXZWpzdGRTb1MtRXdRN0hrZFhiQQ&usp=sharing
Nội dung bài báo cáo
1. Giới thiệu về lưỡng ổn định quang:• Lưỡng ổn định quang là gì?• Cơ chế• Nguyên nhân
2. Lý thuyết và kết quả• Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến• Lưỡng ổn định quang dựa trên chiết suất phi tuyến.
3. Máy tính quang học
Giới thiệu về lưỡng ổn định quang
Lưỡng ổn định quang là gì?
• Một hệ quang phi tuyến được gọi là lưỡng ổn nếu nó có hai trạng thái đầu ra là truyền cộng hưởng và ổn định ứng với cùng một trạng thái đầu vào và nó phụ
thuộc vào cường độ của chùm sáng đưa vào.
• Nhờ vào khả năng lưu trữ thông tin mà các thiết bi lưỡng ổn định quang được ứng dụng trong lĩnh vực truyền thông tin quang, khả năng lưu trữ và pulse
shapers.
Giới thiệu về lưỡng ổn định quang
Nguyên nhân
Tương tác phi tuyến trong môi trường nguyên
tử
Cơ chế hồi tiếp trong tụ quang
học
Giới thiệu về lưỡng ổn định quang
Cơ chế
Khi cường độ đầu vào Ii tăng dần từ giá trị 0 thì cường độ đầu ra It tăng một cách đều dặn nhưng rất chậm.Nhưng khi Ii tăng đến một giá trị IH (CƯờng độ chuyển mạch cao)
thì It tăng đột biến.Sau đó giảm Ii thì cươg độ đầu ra vẫn giữ nguyên không đổi.Cho đến khi nó giảm đến giá trị IL (cường độ chuyển mạch thấp) thì It giảm đột ngột giảm
xuống.
Giới thiệu về lưỡng ổn định quang
Quá trình hình thành nên một đường cong khép kín
giống như đường từ trễ trong từ học.
Kết luận:Khi cường độ đầu vào nằm trong khoảng từ IL đến IH thì cường độ đầu ra có hai giá trị thấp
hoặc cao.
* Xét một hệ lưỡng ổn định quang bao gồm một môi trường phi tuyến trong một buồng cộng
hưởng Fabry-Perot.
-Các gương của buồng cộng hưởng có hệ số phản xạ R
-Hệ số truyền qua T
-Môi trường phi tuyến có chiết suất n
Lý thuyết và kết quả
Hình 1.1 Thiết bị lưỡng ổn định quang dưới dạng một giao thoa kế Fabry-Perot chứa một môi trường phi tuyến.
Lý thuyết và kết quả
(1.2a)
(1.2b)
(1.3)
Lý thuyết và kết quả
Hình 1. Buồng cộng hưởng Fabry-Perot phi tuyến.
Lý thuyết và kết quả
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
Một số vật liệu phi tuyến có tính chất đặc biệt, hệ số hấp thụ của chúng giảm khi cường độ ánh sáng đi vào nó tăng.
Mối quan hệ giữa hệ số hấp thụ và cường độ ánh sáng tới có thể được biểu diễn như sau:
I là cường độ trường cục bộ
Is là cường độ bão hòa.
Hình 2. Đặc tuyến vào-ra điễn hình của một thiết bị lưỡng ổn
hấp thụ.
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
Đối với những vật liệu này, khi cường độ ánh sáng đầu vào tăng, điện trường bên trong hệ cũng tăng, làm giảm hệ số hấp thụ và vì thế cường độ trường lại tăng thêm nữa. Sau đó, nếu cường độ của trường tới giảm, trường bên trong hệ có xu hướng giữ nguyên độ lớn vì
trước đó hệ số hấp thụ đã giảm
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
(4)
(6)
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
Tiếp theo, chúng ta sẽ tính toán cường độ chuyển mạch cao IH cho hệ lưỡng ổn định quang dựa trên hấp thụ phi tuyến.
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
Từ (7) và (8) suy ra:(9)
Giả sử rằng thời gian đáp ứng của hệ thỏa điều kiện nên:(10)
Thế các giá trị bằng số vào (12), ta được:
hay :
1.Lưỡng ổn định quang theo cơ chế hấp thụ phi tuyến
2.Lưỡng ổn định quang dựa trên chiết suất phi tuyến
Cơ chế
2.Lưỡng ổn định quang dựa trên chiết suất phi tuyến
Hệ số phản xạ của các gương tương đối lớn nên hệ có khả năng lưu giữ các photon ánh sáng. Khi cường độ bên ngoài giảm,
cường độ ánh sáng bên trong buồng vẫn được duy trì ở giá trị cũ trong một khoảng thời gian nhất định nên cường độ truyền qua
trong khoảng thời gian đó vẫn lớn.
HỆ SỐ TRUYỀN QUA
2.Lưỡng ổn định quang dựa trên chiết suất phi tuyến
HỆ SỐ TRUYỀN QUA
Suy ra:
(13)Đặt , (13) có thể được viết lại là:
(14)Như đã nói trên: (15)
I là cường độ bên trong buồng cộng hưởng (16)
Thế (15) và (16) vào (14), ta được: (17)
2.Lưỡng ổn định quang dựa trên chiết suất phi tuyến
Sử dụng các tính chất của hàm sin, chúng ta cũng có thể viết: (18)
Đặt:
(18) Được viết lại là:(19)
2.Lưỡng ổn định quang dựa trên chiết suất phi tuyến
Cường độ chuyển mạch cao IH
Máy tính quang học
Ý tưởng về một loại máy tính sử dụng ánh sáng (hay các photon) làm phương tiện mã hóa và truyền thông tin thay cho dòng điện (hay các
electron) trong các máy tính truyền thống được khởi xướng năm 1960. Do là, các chùm sáng tần số khác nhau có thể cùng truyền trong một môi
trường, trong khi các dòng điện khác nhau không thể truyền chung với nhau trong một dây dẫn . Vì thế, máy tính quang học có khả năng xử lý thông tin song song với tốc độ ánh sáng, nhận tín hiệu truyền đến từ cáp quang mà không cần các bộ
chuyển đổi quang – điện.
Để thực hiện ý tưởng này chúng ta cần có một thiết bị quang học có thể thực hiện được các phép toán logic cơ bản như các cổng AND, OR, NOR, v.v….trong điện tử số. Hay nói cách khác, thiết bị đó phải có đặc tuyến vào-ra phi tuyến và có chức năng chuyển mạch. Hệ lưỡng ổn định quang là một ứng cử viên thích hợp có thể đảm nhận vai trò này.
Nhỏ gọn mạnh mẽ và thân thiện với môi trường, siêu máy tính quang học đang được nghiên cứu phát triển bởi Optalysys hứa hẹn sẽ sớm đạt được tốc độ xử lý
lên đến hàng nghìn triệu triệu phép tính một giây (exaflops)
Máy tính quang học
CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE