Волноводы оптической связи И. И. Теумин

У нас вы можете скачать книгу Волноводы оптической связи И. И. Теумин в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Изучение статистических связей в психологических исследованиях. Королевство Разорванных Связей, или Психология общения для девчонок и мальчишек. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине.

Под редакцией Удда Э. Каноническое квантование полей со связями. Методы и средства измерений параметров. Кабельные и воздушные линии связи. Кассиль Лев Линия связи.

Корабельные оптические системы связи. Механизация строительства и ремонта кабельных линий связи. Малоканальные радиорелейные линии связи. Квантовая статистика линейных и нелинейных оптических явлений. Рассел Джесси Волоконно-оптическая линия передачи. Рассел Джесси Волоконно-оптическая связь. Продольные постоянные распределения этих гармоник равны: Поле поверхностей волны состоит из ряда гармоник, причем в центре волновода преобладает основная гармоника.

Решетка может быть изготовлена из фоторезиста, предварительно экспонированного интерференционной картиной волн.

Основной недостаток решетчатого элемента связи состоит в том, что значительная часть световой волны гасится в подложке вследствие многократного прохождения через решетку. Поэтому, эффективность связи решетчатого элемента меньше чем у призменного элемента связи. Волноводы могут быть выполнены на пассивных и активных подложках. Пассивные подложки — это, как правило, подложки из стекла, что весьма просто и экономично, причем применяется легированное стекло в виде тонких пленок.

Активные волноводные структуры формируются на основе активных диэлектриков, и тогда оптическими свойствами таких структур может управлять внешними электромагнитными полями. FAQ Обратная связь Вопросы и предложения. Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Лекция 7 Оптические волноводы Плоские волноводы Передача информации от излучателей генераторов света к приемникам измерения осуществляется с помощью волноводов. Схема призменного элемента связи Угол падения выбирается так, чтобы он удовлетворял условию полного отражения Одновременно угол должен удовлетворять условию согласования фаз , где -волновой вектор; -постоянная распространения поверхностей волны; Если высота воздействия промежутка достаточно высока, то между модами света в призме и волноводе существует слабая связь.

Различают синусоидальную, трапецеидальную или треугольную форму зубцов решетки. Полное внутреннее отражение электромагнитных волн — внутреннее отражение, при условии, что угол падения превосходит некоторый критический угол.

При этом падающая волна отражается полностью, и значение коэффициента отражения превосходит его самые большие значения для полированных поверхностей. К тому же, коэффициент отражения при полном внутреннем отражении не зависит от длины волны. Когда свет, распространяющийся в оптически плотной среды и угол падения больше, чем критический угол по границе en: Это называется полным внутренним отражением. Этот эффект используется в оптических волокнах, чтобы ограничить свет в ядре.

Свет проходит через сердцевину волокна, отскакивая назад и вперед от границы между сердцевиной и оболочкой.

Потому что свет должен двигаться по границе с углом большим, чем критический угол. Только свет, который проникает в волокна в пределах определенного диапазона углов может путешествовать в волокне без утечки.

Этот диапазон углов называется приемкой конуса в волокне. Размер этой приемки конуса en: Проще говоря, существует максимальный угол отклонения от оси волокна, при котором свет может войти в волокна таким образом, что он будет распространяться, или путешествовать в сердцевине волокна. На синус этого максимального угла является числовая апертура NA волокна. Волокна с большим NA требуют меньше точности для сращивания и могут работать с волокнами с меньшим NA.

Одномодовое волокно имеет небольшой NA. Они включают сохранение поляризации волокна en: Оптические волокна с сохранением поляризации — это уникальный тип волокна, который обычно используется в волоконно-оптических датчиках из-за его способности поддерживать поляризацию света, вставленных в него.

Такие волокна используют дифракционные эффекты вместо или в дополнение к ним полного внутреннего отражения, чтобы ограничить свет в сердечнике волокна. Свойства волокна могут быть адаптированы для широкого спектра приложений. Ослабление сигнала в оптических волокнах выражается в уменьшении интенсивности светового луча сигнала в зависимости от расстояния при его прохождении через сердцевину волокна.

Ослабление — важный фактор, ограничивающий передачу цифрового сигнала на большие расстояния. Основное ослабление излучения в оптических системах вызвано рассеиванием, поглощением и отражением в местах соединения волокна и в самом волокне.

Прозрачность и полупрозрачность — физическая характеристика оптических материалов , выражающая способность света пройти через среду ; величина, обратная светопоглощению непрозрачность. Полупрозрачность связана с светорассеиванием.

Показатель преломления , Прозрачность и полупрозрачность. Например, среды типа оптического стекла и чистой воды, позволяют большую часть лучей света, который падает на них, проводить с малой частью отражённых лучей. Такие материалы называют оптически прозрачными. Много жидкостей и водных систем практически обсолютно прозрачны. Отсутствие структурных дефектов пустоты, трещины, и т.

Материалы, которые не передют свет, называют непрозрачными. Много таких веществ имеют химический состав, который включает то, что упоминается, как центры поглощения. Часть инградиентов характеризуются их поглощением определённого диапазона частот белого света.

Они поглощают определённые лучи видимого спектра, отражая другие. Частоты спектра, которые не поглощены и отражены, это лучи света, которые мы воспринимаем визуально нашими органами зрения глазами. Это то, что создаёт мир цветов и красок. Ослабление света всех частот и длин волн происходит из-за объединенных механизмов поглощения и рассеивания. Волокно, способное усиливать или генерировать сигнал определенной частоты. Это достигается введением в кварцевое волокно редкоземельных металлов в зависимости от требуемой частоты усиления.

Так, иттербиевые Yb примеси дают усиление на длинах волн 1,06 - 1,3 мкм, а эрбиевые Er на длине волны 1,5 мкм. Длина волны усиления определяется физическими параметрами материала легирующей примеси шириной энергетического перехода возбуждённых электронов с одной орбиты атома примеси на другую, с одновременным излучением фотона.

Волокно, не обладающее свойствами усиления используется для удалённого соединения активных и пассивных волоконно-оптических компонент между собой. В настоящее время широко используются несколько основных классов оптических волокон в соответствии с рекомендациями ITU-T:. Каждый класс тип оптических волокон может иметь различные подклассы категории , в которых волокна могут отличаться по некоторым характеристикам.

Зеркалом называется компонент, отражающий излучение определенной частоты с определенным коэффициентом отражения. Фильтр, в свою очередь, пропускает излучение определенной частоты, как правило, в узком частотном диапазоне, а остальное излучение поглощает или рассеивает. Для изготовления зеркал и фильтров используются дифракционные решетки , нанесенные на участок сердцевины волокна. Аналог штрихов в дифракционной решётке, может выполнять ультрафиолетовая засветка, которая изменяет свойства волокна в месте облучения.

Одна и та же дифракционная решетка для разных частот сигнала, может быть либо зеркалом, либо фильтром. Представляют собой два параллельных волокна, лишённые оболочки и соприкасающиеся между собой. Соприкосновение и фиксация волокон достигается при высоких температурах — выше температуры плавления волокна.

Таким образом, участки волокон сплавляются воедино. В зависимости от длины общего участка, в результате интерференции волн, можно получить заданный коэффициент деления входного сигнала на два выходных волокна.

Объединители и разветвители могут также строиться на элементах микрооптики, включая микролинзы и частично-прозрачные зеркала с заданным коэффициентом деления. Известны конструкции х гг. Однако наиболее распространены сплавные. Как и в случае обычных лазеров для начала усиления и генерации необходима накачка активной среды. Для накачки активных волокон используют полупроводниковые лазерные диоды. На выходе из полупроводникового кристалла лазерный пучок коллимируют и вводят в волокно.

Выбор длины волны диодов накачки обусловлен пиками поглощения активных волокон, которые приходятся на узкие диапазоны в районах 0. Для иттербиевых волокон наиболее эффективна накачка в диапазоне 0. Глядя на отношение длин волн накачки и сигнала можно определить максимально возможный КПД лазеров и усилителей. Для иттербиевых волокон он будет 0. На практике, КПД, конечно оказывается ниже.

Стеклянные оптические волокна делаются из чистейшего кварцевого стекла, но для дальнего инфракрасного диапазона могут использоваться другие материалы, такие как фторцирконат , фторалюминат и халькогенидные стекла.

Как и другие стекла, эти имеют показатель преломления n менее 1,5. В настоящее время развивается применение пластиковых оптических волокон. Quarz — твёрдый — самый рапространённый минерал в земной коре , породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород. Кварцевое стекло Кварц, как химическое соединение называется диоксид кремния SiO 2 и встречается главным образом в виде кварцита, одного из компонентов песка.

Кварцевое стекло — это аморфный стекловидный расплав из диоксида кремния, который является твёрдым только благодаря своей высокой вязкости.

Оно не имеет точки плавления. Кварц имеет хорошую оптическую прозрачность в широком диапазоне длин волн. В инфракрасном диапазоне спектра, особенно возле области 1,5 мкм , кварц имеет чрезвычайно низкое поглощение и низкие потери на рассеивание 0.

Высокая прозрачность в области 1,4 мкм может быть достигнута, поддержанием низкой концентрации гидроксильных групп ОH. Производство Сверхчистое кварцевое стекло обычно изготавливается путём осаждения SiO 2 из паровой фазы посредством окисления тетрахлорида кремния SiCl 4 с выделением газообразного хлора.

Такой способ выбран потому, что SiCl 4 может быть получен в очень чистом виде путём дистилляции. Так при введении фтора F или триоксида бора B 2 O 3 можно достигнуть меньшего показателя преломления для изготовления тела волокна , а при добавлении диоксида германия GeO 2 или пентаксида фосфора P 2 O 5 получают более высокий показатель преломления для изготовления сердцевины волокна. Фториды — класс неокисных оптических качественных стекол, полученых из фторидов различных металлов стеклянной группы ZBLAN.

Из-за их низкой вязкости, очень трудно полностью избежать кристаллизации при варке стекла. Изготовление его производится с учётом получения аморфного состояни при остывании или сохранения формы волокна при плавлении. Вместо SiO 4 tetrahedra , наблюдаемый в руде силиката, стандартный блок для этого прежнего стекла - Фосфор pentoxide P 2 O 5 P2O5 , который кристаллизован по крайней мере в четырех различных формах.

Знакомая кристаллическая решётка см. Включения фосфата могут быть выгодными в смеси с кварцем для оптических волокон с высокой концентрацией добавак редкоземельных ионов. Соединение стекла фторида и стекла фосфата даёт флюоресфосфорное стекло. Прозрачные керамические материалы ПКМ — изделия например, волноводы , линзы , получаемые на базе нанопорошковых светопрозрачных керамических материалов ПКМ, имеет кубическую симметрию распложения атомов, наноразмерные межкристаллитные границы.

Растворяется в собственном мономере, ацетоне, дихлорэтане, бензоле и др. Устойчив к действию воды, водных р-ров щелочей и неорганических кислот, бензина и масел; слегка изменяет свойства под действием концентрирированной серной, азотной, хромовой и разбавленной фтористоводородной кислотт. Хорошо обрабатывается режущим инструментом, легко полируется, склеивается и сваривается.

Полиметилметакрилат ПММА линейный термопластичный полимер метилметакрилата. Основной технический продукт известен как органическое стекло. Волоконно-оптическая связь — передача информации от одного места к другому, посредством импульсов света через оптическое волокно. Несущий сигнал представлен в виде электромагнитного излучения, которое модулируется полезным сигналом для дальнейшей передачи информации.

Основной характеристикой волоконно-оптической связи является полное внутренне отражение электромагнитных волн на границе раздела сред — с различными показателями преломления. Оптическое волокно состоит из двух главных элементов — сердцевины, являющейся непосредственно проводником света — световодом и оболочки.

© Крушина - дерево хрупкое Валентин Сафонов 2018. Powered by WordPress