Комуникация - прехвърлянето на информация от една точка до друга. Обикновено информация се предава чрез високочестотни електромагнитни вълни (носителни сигнали), които са модулирани от информационни сигнали нискочестотни е получено от приемащото устройство, където информацията за избор и демодулация на бейсбенд сигнала.
Оптично свързване човечеството използва за дълго време: използва огньове по върховете на хълмовете, отразяващи огледала за комуникация. Днес, сигнални светлини (на обмена на информация между съдилищата) ще се приложат към Военноморските сили. Опит за пропуснете радиация от полиран в метална тръба, но много светлина се губи.
Интересът към оптични комуникации беше възобновен през 60-те години на 20-ти век. Причината била изобретяването на лазера, и радиочестотата е напълно изплатени. При предаването на необходимата информация, която честотата на модулация е най-малко 10 до 100 пъти по-малък от носещата честота. честоти на модулация заемат честотна лента, а ширината е по-голяма, толкова по-голям от обема на информацията, предадена. Достатъчен за глас лента от 10 до 1000 Hz, за предаване на музикални програми - от 10 до 10 000 Hz. Това означава, че за да бъде ≥ предаване на музика честота превозвачът може да 10 Hz. За предаване на трафик един телевизионен канал изисква около 10 7 Hz, носеща честота и - ≥ 10 август Hz. Дори и в микровълнова групата може да предава само на около 100 телевизионни програми.
Лекция 9 Основи на Fiber Optics
През 50-те години на 20 век, нова посока в науката - оптични влакна, науката за размножаване на оптични лъчения чрез оптични влакна. Светлината се размножава чрез специален оптичен сноп стъклени влакна. Докато предаването на оптични влакна във видимата област на спектъра е 30-70% за дължина на един метър. Стъклото има много примеси, които намаляват нейната прозрачност. През 70-те години на 20-ти век, е имало втори оптика раждане влакна, когато оптичните влакна на базата на кварцово стъкло оптични загуби в размер на един db / км в близката инфрачервена област. честотна лента е
50% от дължината вълна от няколко километра. Оптичните влакна на загуба на светлинна вълна, затихване, изразени в БЕЛС (В) и децибели (гб) на единица дължина (кръстен A.Bella):
Bel - единица логаритмична стойност енергия ниво Р2 (силата, интензитет на звука или електромагнитна енергия) спрямо първоначалното ниво Р1 едноименни стойности. Ако к = 1, измерванията се провеждат в D, ако к = 10, а след това - в db. Загубите в оптичното влакно не зависят много от честотата, дори малък затихване при честоти до 10 GHz. Фиг. 33 е представено чрез затихване сигнал като функция на честотата на модулация за влакно и медни кабели двупроводни.
Токът протича през метален кабел съгласно закона на Ом, за променлив ток ефект на кожата се наблюдава (настоящите потоци по повърхността на проводника) с увеличаване на честотата на затихването на модулация сигнал се появява почти експоненциално.
Кой е оптичното влакно? Това е дълъг гъвкав резба, в основата на който се състои от силно прозрачен диелектричен с индекс на пречупване N1 Ядрото е заобиколен от облицовъчни с индекс на пречупване n2 Намаляването на продукта от тези стойности могат да бъдат постигнати в разпространението на влакната само един режим. В този случай, един режим оптични влакна се нарича. Има много видове структури на оптични влакна, но най-широко три вида многомодовото стъпка индекс; многомодовото градиент индекс на пречупване профил; единичен режим. Оптичните влакна един режим обикновено 2а ≈ 5 до 10 микрона (за до-IR) в mnogomodovyh- от няколко десетки до няколко стотици микрона. Една разлика за многорежимните влакна е 1-2% за един режим - няколко десети от процента. Пълният диаметър на оптични влакна Разпространение на светлината в оптично влакно, причинени от пълно вътрешно отражение на светлина в ядро-обвивка. Когато вземат предвид вълновите свойства на светлина, е установено, че континуум на светлинните лъчи в ъгъла на пълно вътрешно отражение от границата на употреба структура, само ограничен брой дискретни ъгли на лъчи могат да образуват вълна направляваща конструкция. Също така пълно вътрешно отражение, тези лъчи трябва да отговарят Повече състояние, което се състои в това, че след две последователни отраженията от стените на съответните греди дължина на вълната трябва да бъде във фаза и по този начин пречи на налагането един от друг. Само когато тези вълни отговарят на условието за фаза, те ще бъдат предмет на структурата и образува самостоятелна последователно разпределение на поле, насочени вълни (видове). Ако това условие не е изпълнено, вълните се намесват, за да се гасят и да изчезне. беше установено, квантуване на вълни в дискретен брой управляеми режими само когато уравненията на Максуел са разрешени за някои специални видове водещи структури. Лъчи инцидент на границата на ядро-обвивка под ъгъл Размножаване на светлина през оптичното влакно се придружава от оптични явления като затихване на оптичния сигнал, разширяването на кратки импулси на светлина, различните нелинейни процеси. На затихването на оптичния сигнал в оптично влакно, където кварцово стъкло с максимална прозрачност се определя като основните механизми на абсорбция и разсейване на светлината в чашите и усвояването на примеси и структурни дефекти. Основните механизми на оптични загуби в кварцови очила са: абсорбция поради електронни преходи; IR абсорбция поради вибрации решетка, която започва да играе важна роля само за λ> 1.8 m; Rayleigh разсейване на светлина при нехомогенности на състава и плътност на стъклото, по-малката ДълЖината. По този начин, най-голяма прозрачност оптично влакно базирани на силициево стъкло има поле на 0.8 -1.8 микрона. Разширяването на оптичните импулси разпространяващи се по оптично влакно, което води до тяхното взаимно припокриване, което ограничава информация влакна предаване лента. Най-голям принос за разширяването на импулси в многорежимните системи въвежда intermode дисперсия - друга група скорост на разпространение на различните видове. Разликата от скорости групови мероприятия могат да бъдат значително намалени, което осигурява равномерен промяна на коефициента на пречупване на закона, който е в близост до параболична, с максимално на оста на фибри. Оптични влакна с ламбда 1.3 микрона могат да предават сигнали с лентовата Оптична комуникационна линия се състои от три основни модула: - Изпращане - модулатор, източникът на лъчение (LED, лазер); - приемен - р-и-п-диод и система за обработка на сигнала; - на превода - радиация елементи вход се влакна, комуникация с елемент фотодетектор. За да предавате светлина на дълги разстояния с помощта на оптични кабели. В тяхното производство отделните влакна са покрити с тънки полимерни филми, след това са събрани в сноп, който е обхванат от обвивка. Извън върху кабел плетка се прилага, го предпазва от повреди. За въвеждане на радиацията лещи се използват оптични влакна. Вместо конвенционални лещи се използват така наречените градиент лещи (gradany), в която фокусното разстояние не е намалена поради геометрията и поради използването на материали с индекс на пречупване непрекъснато вариране. Градиент лещи пръчици се използват за създаване мултиплексори и демултиплексорите. Сред други приложения, оптични влакна трябва първо споменават оптични жироскопите - оптични измервателни ъглови скорости (Sagnac ефект). Широкият обхват на влакна сензори на физически величини, въз основа на промяната на свойствата на влакното при излагане на температура, налягане, магнитно поле. Оптичните продукти са широко използвани за прехвърляне на изображението. За този набор от оптични влакна навлиза в гъвкава разделка, краищата на които са синтеровани в монолитна и се подлагат на оптична обработка. Тези колани се използват в ендоскопи за медицина. Един оптичен вълновод в структура полупроводникови многократно оставя да се увеличи силата на полупроводникови лазери. Alferov в началото на 70-те предлагат и изпълняват тази идея. За тази цел, активното слой от галиев арсенид в насипно кристал е поставен между два слоя нисък индекс на пречупване. Тази структура се нарича двойно heterostructure. Понастоящем се полагат усилия за изграждане на оптични влакна за по-отдалечен спектралния диапазон IR. Проучване влакна на базата халкогенидни очила.Q, е частично отразени в интерфейса, пречупва в обвивката. Синуса на ъгъла Q се нарича числена апертура на оптичното влакно. За да се премахне вълните се движат по черупката, светлинния водач е снабдена с втори абсорбиращ мембрана. Това води до бързо отслабване на фалшиви вълни. Пълна картина на разпространение на светлината чрез влакна вълна дава теорията на вълната, предотвратяване на разпространението на това само отделен набор от режими. Всеки режим представлява отклонение, което се характеризира със специфична пространствена структура на електрически и магнитни полета, и съответната размножаване константа, т.е.. Е. Скоростта на фаза.
Свързани статии