WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Використання світловодів - Курсова робота

Використання світловодів - Курсова робота

Рис1.Профіль показника заломлення.

Серед одномодових ОВ можна виділити волокна з незміщеною й зі зміщеною дисперсією, для яких ППП істотно відрізняється - мал.5в) і мал.5г) відповідно.

Діаметр модового поля.

Радіальна залежність амплітуди поля фундаментальної моди HE11 (LP01) одномодового ОВ носить плавно спадаючий характер і близька до гауссового закону (мал.6б)). Під діаметром модового поля розуміють подвоєну відстань між точкою на перетині ОВ, у якій амплітуда поля моди максимальна й точкою, у якій амплітуда поля моди менше максимального значення в е (е = 2.718) разів.

Рис.6. Розподіл інтенсивності по перетині а) і радіальний розподіл поля E б) для мод LP01 й LP11; в) - зріз ОВ (співвідношення діаметра серцевини й оболонки не дотримана).

Погрішність концентричності модового поля визначається як відстань (на перетині ОВ) між центром модового поля й центром окружності перетину зовнішньої поверхні оболонки ОВ. Погрішність концентричності модового поля виміряється в абсолютних величинах і не повинна перевищувати 1 мкм.

Числова апертура.

Для багатомодових волокон числова апертура NA визначається як синус найбільшого кута Jm меридіанного променя, що може направлятися волокном:

NA = sin Jm

Тут Jm - кут у вільному просторі щодо осі ОВ, тобто кут уведення оптичного випромінювання в ОВ. Меридіанний промінь - промінь, що лежить у площині осі ОВ. Числова апертура може бути розрахована через показники заломлення серцевини n1 й оболонки n2:

NA = (n12 - n22)1/2

У висновку хотілося б привести один цікавий приклад виготовлення оптичних волокон на основі фотонних кристалів.

Створення фотонних кристалів й оптичних волокон ("дірчастих" свіетловодів) на їхній основі є одним з найбільш значних досягнень оптичних технологій останніх років. Це науковий напрямок у цей час бурхливо розвивається: у світі стрімко росте число наукових груп, що займаються дослідженнями фотонних кристалів, відкриваються нові потенційні області їхнього застосування.

У цей час відомі два типи волоконних світоводів зі структурою фотонних кристалів. Ці волоконні світловоди із суцільною світловедучою жилою, про які згадувалося вище, і волоконні світловоди з полою світловедучою жилою. У Росії й ті, і інші називаються дірчастими волокнами, хоча насправді між ними існує важлива різниця в механізмах, що забезпечують хвилеведучі властивості світловодів.

Дірчастий светловод із суцільною світловедучою жилою являє собою серцевину із кварцового скла в оболонці з фотонного кристала (кварцове скло з повітряними порожнинами-каналами), що має більш низький середній коефіцієнт заломлення стосовно жили. Тому хвилеведучі властивості таких світоводів забезпечуються одночасно двома ефектами: повного внутрішнього відбиття, як у звичайних світловодах, і зонними властивостями фотонного кристала. Наявність оболонки у вигляді фотонного кристала істотно відрізняє дірчасті волокна від звичайних волоконних світоводів.

Рис. 7.Поперечний переріз дірчастого волокна із суцільною хвилеведучою жилою в центрі

Рис. 8.Поперечний переріз дірчастого волокна з полою хвилеведучою жилою

Дірчасті світловоди з більшим діаметром хвилеведучої жили також можуть використовуватись як середовище передачі світлових потоків високої інтенсивності.

Завдяки своїм унікальним дисперсійним властивостям, дірчасті світловоди вже знаходять своє застосування як компенсатори дисперсії у волоконних системах зв'язку. Вони досить легко й з малими втратами приварюються до стандартного оптичного волокна й сполучаються з іншими елементами волоконно-оптичних систем.

У дірчастому волокні з малими розмірами відповідної жили знижуються пороги всіх нелінійних ефектів, що становить великий інтерес для створення ефективних рамановских лазерів і підсилювачів, генераторів континуума й оптичних перемикачів. Дуже привабливої є ідея створення генератора суперконтинуума - джерела білого світла з дуже високою енергетичною яскравістю. Такі джерела можуть застосовуватися в DWDM системах, а також у спектроскопії й метрології.

Технологія виготовлення дірчастих волоконних світоводів з полою хвилеведучою жилою практично не відрізняється від технології аналогічних світловодів із суцільною хвилеведучою жилою. Основна відмінність цього волокна полягає в тім, що світловедуча жила являє собою не кварцовий стержень, а повітряну порожнину з діаметром, що перевищує діаметр d регулярних повітряних каналів в оболонці (мал. 8). Така структура може направляти випромінювання видимого й ближнього ИЧ діапазонів. У цьому випадку хвилевідний режим забезпечується винятково зонною структурою фотонного кристала. Властивості дірчастих світловодів з полою хвилеведучою жилою (втрати, дисперсійні й нелінійні характеристики) вивчені недостатньо. Ясно лише те, що світло в таких світловодах, на відміну від стандартних, поширюється переважно в порожній серцевині, а не по кварці. Здавалося б, що втрати в таких світловодах повинні бути дуже низькими, тому що матеріальне поглинання й релеєвське розсіювання в повітрі незначні в порівнянні із кварцовим склом.

Дірчасті світловоди із суцільною хвилеведучою жилою в найближчі роки можуть знайти практичне застосування в широкополосних волоконно-оптичних мережах як середовище передачі оптичних сигналів і функціональних пристроїв волоконних мереж зв'язку.

4. Використання світловодів

Оптоволокна використовуються в оптоволоконному зв'язку, який дозволяє передавати цифрову інформацію на великі відстані і з високою швидкістю передачі даних, ніж в електронних засобах зв'язку.

Оптоволокно може бути використане як засіб для телекомунікації і побудови комп'ютерної мережі, унаслідок своєї гнучкості і можливості зав'язуватися у вузол як кабель. Не зважаючи на те, що волокна можуть бути зроблені з прозорого пластичного оптоволокна або волокна силікагелевого, волокна, що використовуються для передачі інформації на великі відстані, завжди зроблені зі скла, внаслідок низького оптичного ослаблення електромагнітного випромінювання. У зв'язку використовуються багатомодові і одномодові оптоволокна; мультимодове оптоволокно зазвичай використовується на невеликих відстанях (до 500 м), а одномодове оптоволокно — на довгих дистанціях. У зв'язку із суворим допуском між одномодовим оптоволокном, передавачем, приймачем, підсилювачем і іншими одномодовими компонентами, їх використання звичайно дорожче, ніж застосування мультимодових компонент.

Оптоволокна широко використовуються для освітлення. Вони використовуються як світлопроводи в медичних і інших цілях, де яскраве світло необхідно доставити в важкодоступну зону. У деяких будівлях оптоволокна використовуються для позначення маршруту з даху в яку-небудь частину будівлі. Оптоволоконне освітлення також використовується в декоративних цілях, включаючи комерційну рекламу, мистецтво і штучні ялинки.

Оптоволокно також використовується для формування зображення. Когерентний пучок, що створюється оптоволокном, іноді використовується спільно з лінзами — наприклад, в ендоскопі, який використовується для проглядання об'єктів через маленький отвір.

Використана література

  1. "Волоконно-оптические системы" Справочник под ред. Гроднева И.И. 1993 г.

  2. "Волоконно-оптические линии связи" Справочник под ред. Свечникова С.В., 1999 г.

  3. "Фотонные кристаллы и оптические волокна на их основе" Фотон-Экспресс Потапов В.Т. 2003г.

Loading...

 
 

Цікаве