Физика волоконных световодов - раздел Электроника, По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток В Осн Светоперед. По Оптич Волокну Лежит Явл Полн Внутрен Отраж. Полн Внутрен...
В осн светоперед. по оптич волокну лежит явл полн внутрен отраж. Полн внутреннее отражение может иметь место только тогда, когда светов. лучи падают на границу раздела оптически более плотн. среды с оптич. менее плотной под углами, меньшими критич. угла полного отражения.
Классич. оптич. световод предст.собой двухсл. волокно, кот. имеет сердцевину, оптически более плотную. чем оболочка, у него выполн. условие nc>nоб.
Волокно такого типа получило назв.ступенчатого. Лучи света, падающ.на торец волокна под углами, меньш.критического угла φ0 проникая в сердцевину и распростр. по ней, не границе сердцевина-оболочка претерпевают полное отраж. То же самое происх. и при всех посл. встречах с этой границей – энергия таких лучей остается в сердцевине. И хотя траект. каждого отдельн. луча предст.собой ломоную линию, световой поток в целом распростр. вдоль оси волокна.Одной из важнейших характеристик волоконного световода является числовая апертура NА :
Лучи внутри угла φ0 называют апертурными, вне этого угла внеаперт. Внеаперт. лучи, падая на границу сердцевина-оболочка каждый раз делят свою энергию между отраженным и преломленным лучами; преломл. лучи вых. в оболочку, а затем и вообще из световода и безвозвратно теряются. Иначе аперт. лучи наз. канализируемыми, а внеапертурные - вытекающими. Аперт. лучи заполн.весь конус, вершина кот. совпадает с точк., представл. излучатель, а угол при вершине равен углу φ0. Чем больше апертура световода, тем больше лучей он ''захватит" от излучателя. Световоды изготавливает из сверхчистого кварцевого волокна (стекло содержит слишком много разл. составляющ. и обесп. его однородность и чистоту невозм.).
, где γ характеризует поглощение.
В световодах могут распространяться только определенные типы волн, называемых модами. Моды отличается друг от друга числом азимутальных и радиальных узлов электромагнитной волны. Каждая мода распространяется по волокну несколько иначе, чем другие.
Если показатель преломления кварца менять от центра волокна к периферии не ступенчато, а плавно, то характер распространения световых лучей существенно изменяется (рис. 53), Ломанные линии
превращаются в синусоиды, к этому приводит явление рефракции - искривление световых лучей в неоднородной оптической среде. Эти волокна получит название градиентных, поскольку имеется изменение показателя преломления вдоль радиуса, т.е. наличие градиента. В градиентных волокнах межмодовая дисперсия значительно меньше, чем в ступенчатых. В них, миг и в ступенчатых волокнах, осевой луч и луч, пробегавший по синусоиде, до встречи в некоторой точке проходят разные расстояния. Однако осевой луч все время распространяется в области с максимальным значением л , а значит, с минимальной скоростью. А синусоидальный луч большую часть пути проходит в срезе с меньшим значением n, скорость его выше, чем у осевого луча. Поэтому, если найти нужный закон изменения n(r), то лучи в точку встречи будут приходить одновременно. Описывая градиентное волокно, мы говорим об уравнивании времени распространения мод.
Достичь сверхмодовой дисперсии можно и иным путем. Если диаметр сердцевины ступенчатого волокна уменьшить, то число мод, которые могут распространяться в нем, уменьшится. При некотором диаметре сердцевины не может распространяться только одна мода Такое волокно называется одномодовым. Волна в нем распространяется строго вдоль оси. Так начали развиваться одно-медовые волокна, отличи тельными особенностями которых являются; 1)малый диаметр сердцевины (3-7 мкм, это 0,1 толщины человеческого волоса) 2) торец световода захватывает световой поток в пределах угла φ0 , равного 5-7° 3) малая числовая апертура (NА)≈0,12, что обусловлено очень малым изменением показателя преломления между сердцевиной и оболочкой. Межмодовая дисперсия в таких световодах должна отсутствовать, практически удалось подучить ⌂t/l=10 пс/км.
Если рассматривать возникновение ЭДС индукции в движущемся проводнике в этом случае ЭДС возникает благодаря силе Лоренца Если проводник неподвижен... По идее Максвелла изменяющееся магн поле является порождением вихревого эл... Вынужденные колебания ДУ вынужденных колебаний и его решение...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Физика волоконных световодов
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Сложение взаимно перпендукулярн колеб.
Пусть в сис-ме происх одновременно два взаимно перпендик колеб с одинак част-ми, соверш вдоль коорд осей Х и У. В таком движ участвуют электроны в электронно-лучевой трубке, на откл
Эл-е колебания в реальном контуре
Поскольку всякий реальный колеб. контур обладает активным сопротивлением, то его энергия постоянно теряется. Поэтому свободные колебания затухают.
Ур-е плоской волны. Волновое ур-е.
Ур-ем волны наз-ся выр-е, кот-е дает смещение колеблющейся частицы как функцию ее координат и времени. Пусть источник колеб-я нах-ся в начале координат и его колеб-я происходят по закону S=Acos`
Упругие волны в газах, жидкостях и твердых телах.
Мех. кол. возможны при наличии упругих или квазиупр. сил. Продолные волны связаны с упругой деформацией сжатия и распространяются в газах, жидкостях и твердых телах. Поперечные волны обусловлены уп
Эффект Доплера.
При движении источника и приемника волн друг относительно друга наблюдается изменение частоты колебаний или длины волны, воспринимаемой наблюдателем. Пусть радиолокатор посылает радиоволну с частот
Интерференция волн оптического диапазона. Когерентность.
Световая волна – это ЭМВ с l = (400 … 760)нм. Трудности наблюдения состоят в том что источниками световых волн являются атомы вещества. Возбужденный атом, переходит в состояние с меньшей энергией и
Дифракция волн, условия и методы ее наблюдения.
Дифракция – огибание светом непрозрачных препятствий т.е. отклонение от з-ов геом. оптики. Различают два вида: дифр. Френеля (дифр. в сходящихся лучах или дифр. в ближней зоне) и дифр. Фраунгофера
Дифр-я световых волн на ультрозвуке.
Распред-е звуковой волны в жидкости связано с появлением в ней периодических неоднородностей (сжатие, разряжение). Это означает, что в жидкости периодически меняются оптические свойства, в частност
Дифракция рентгеновских лучей.
Дифракционную картину рентгеновских лучей на кристаллах можно рассчитать как результат интерференции рентгеновского излучения. Монохроматический пучок рентгеновских лучей с длинной волны λ пад
Вращ. плоск. поляризации. Эф-т Фарадея.
1°. При прохожд. линейно поляриз-го света через некот. вещ, назыв оптически активными, пл-ть поляриз света поворачив. вокруг направления луча. Оптически активны некоторые кристалы (
Законы Киргофа, Стефана Больцмана, Вина,формула Релея-Джинса.
Согл принципу детального равновесия, любой микроскопич проц в равнов сис-ме долж протек с такой же скор, что и обр ему. Этот принц статистич физики позв найти связь между испускательной и по
Квантовые гепотезы и формула Планка.
М. Планк для описания пределов излучения и поглощения ЭМВ предложил гипотезу, кот. гласит, что тела поглощают и излучают волны не непрерывно а порциями. Энергия каждой такой порции E=hν h=6,62
Фотоэффект. Энергия и импульс световых квантов.
Фотоэффектом на. испускание эл. веществом под воздействием света. Закономерности: испускаемые заряды имеют отрицат. знак; наибольшее действи оказ. ультрафиол. лучи; величина испускаемого зар. пропо
Эф.Комптона. Аннигиляция эл-поз пары.
Одно из явлений, в котором проявляется копускулярные свойство света. На основании законов сохраненияэнергиии импульса получена формула: Dl=h/mc(1-cosa) (1)
Линейчат. спектры атомов. Ядерная модель атома . Постулаты Бора.
Было установлено, что атомарные газы излучают ЭМВ спектры, кот. Представляют собой дискретно расположенные тонкие линии. В частности спектр атома водорода в видимой части содержит 4 яркие линии. Ба
, где γ характеризует поглощение.
Новости и инфо для студентов