рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Электроника
/
Потери в оптических волокнах. Распространение световых волн в ступенчатых и градиентных волокнах.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Потери в оптических волокнах. Распространение световых волн в ступенчатых и градиентных волокнах.

Потери в оптических волокнах. Распространение световых волн в ступенчатых и градиентных волокнах. - раздел Электроника, По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток Для Определения Потерь Светопропускания Используется Единица Ослабления Мощно...

Для определения потерь светопропускания используется единица ослабления мощности - децибелл (дБ). Потери, отнесенные к единице длины волокна, определяются по формуле;

Потери в световодах можно разделитьна три категории: поглощение, рассеяниеи излучение. Рассмотрим подробно каждый вид потерь.

Поглощение света. Из опытов известно, что по мере распростр. световой волны в веществе её интенс. постеп. уменьш. Это явл. наз. поглощ.света в вещ-ве. Оно связано с преобразов. энергии электромагнитного поля волны во внутреннюю энергию вещества или энергию вторичного излучения, имеющего другой спектральный состав и иные управления распространения. Поглощение света может вызывать нагревание вещества, возбуждение и ионизацию атомов и молекул.

В 17 веке П. Бугер и И.Ламберт уст., что интенсивность плоской монохроматической волны после прохождения сквозь слой поглощающего вещества толщиной X связана с интенсивностью взятой волны на входе в стой соотношением.

Численное значение зависит от длины волны света, химической природы, но не зависит от интенсивности света. t численно равен толщине слоя вещества, по прохождении которого интенсивность света уменьшается в 2.72 раза.

В диэлектриках нет своб. электр. и поглощ. света обусл. явл. резонанса при вынужденных колеб. электронов в атомах и атомов в молекулах вещества. Диэлектрики поглощ.свет избирательно в зависимости от частоты последнего. Поглощ. велико лишь в областях частот, близких к частотам собств.колеб. электронов в атомах и атомов в молекулах. Для света всех остальных частот диэлектрик практически прозрачен, т.е. его коэффициент поглощ. близок к нулю. Жидкие и твердые диэлектрики образуют сплошные спектры поглощения. Избирательным поглощением объясняется окраска в проходящем свете, наполняемая у растворов красителей и многих минералов. Это явл. исп. для изготовл.светофильтров. Явления дисперсии и поглощения света в диэлектриках базируютсяна классической теории, согласно которой атом и молекулы диэлектрика можно представить как набор осцилляторов. Однако при достаточно больших интенсивностях света t.

Пики потерь пропуск. обусл. поглощением света водой, точнее гидроксильными группами ОН, в полностью избавиться от присутствия воды в кварценеудается, этот механизм поглощения носит резонансный характер. Поэтому между узкими полосами поглощения имеются участки спектра, на которых поглощение очень мало (окна прозрачности).

Рассеяние света. Рассеянием света наз. процесс преобразов.света вещ-вом, сопровожд. измен. направл. распростр. света и проявл. как несобственное свечение вещ-ва. Л.И. Мандельштам (1907 г.): рассеяние может возникать только в оптически неоднородной среде, показатель преломления которой нерегулярно изменяется от точки к точке. Примерысред -аэрозоли (дым, туман), эмульсии, матовые стекла и т.п., содержащие мелкие частицы, показатель преломления которых отличается от показателя преломления окружавшей среды.

Если в неоднородн.среде расстоян. между неоднородн. знач. больше А распростран. света, то эти неоднородн.ведут себя как независ. вторичн. источн. света. Излуч. ими волны не когерентны между собой и при наложении не могут интерферировать. Поэтому оптически неоднородная среда рассеивает свет по всем направлениям. В оптически однородной среде вторичные волны взаимно поглощаются вследствие интерференции и рассеяние отсутствует.

Рассеяние света в мутных средах с размерами неоднородное той, не – превышающими 0,2 мкм, При освещении мутной среды белым светом рассеянии свет (при наблюдении сбоку) имеет голубоватый цвет. В свете, прошедшем сквозь достаточно толстый слой мутной среды, преобладает длинноволновое свечение, так что в проходящем свете среда кажется красноватой. Эта закономерность была объяснена в теории рассеяния света на мелких сферических частицах, разработанной Д.Рэлеем в 1899 году. Он показал, что интенсивность света, рассеиваемого частицей, обратно пропорциональна четвертой степени длины волны:

По мере увеличения размеров неоднородностей закон Рэлея все больше нарушается.

Рассеяние света наблюдается также в чистых средах, не содержащих каких-либо частиц-примесей (газах и жидкостях). Оно называется молекулярным рассеянием света и обусловлено, как впер вые предположил И. Смолуховский, флуктуациями плотности, возникающими в процессе хаотического теплового движения молекул среды.

Другие виды потерь. Мы рассматривали волокно кот. имеет правильн.геометрич.форму и вытян.прямую длину. На практике этоне имеет места и изгибы волокна приводят к тому, что распространяющиеся в сердцевине лучи выходят в оболочку и возвращаются в нее или выходят за пределы волокна. Рассеиваемая при этом мощность экспоненциально зависит от радиуса изгиба. При хорошей конструкции кабеля связи эти потеря можно сделать менее I дБ/км.

Чувствительность к радиации у разных волокон различная.

Изучение причин дисперсии и потерь позволило сформулировать концепцию оптимальной передачи информации по световодам. Волокно желательно иметь одномодовое, в крайнем случае многомодовое градиентное; для коротких и не очень скоростных линий возможно применение многомодовых волокон со ступенчатым изменением показателя преломления на границе„сердцевина-оболочка". Рабочая длина волны используемого излучения должна соответств. одному из минимумов спектральной кривой С поглощения кварца в ближней области: 0,82; 1,30; 1,55 мкм. При этом, чем правее, тем меньше потери оптической модности могут быть достигнуты. Временная дисперсия кварца весьма существенна при А = 0,82 мкм, но может быть очень малой при А « 1,30-1.55мкм. Для этого необходимо, чтобы излучение занимало очень узкую полосу длин волн.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

По идее Максвелла изменяющееся магн. поле является порождением вихревого эл. поля, а это поле создаёт индукционный ток

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: Потери в оптических волокнах. Распространение световых волн в ступенчатых и градиентных волокнах.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Вихревое эл. поле
Рассмотрим переменное магн. поле индукция которого изменяется

Цепи переменного тока. Импеданс.
а) перем ток в цепи с активн сопративл U=Umcoswt

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.

Вынужденные колебания- колебания, совершающиеся под действием внешней периодической силы,работа которой восполняет потери энергии.
Зададим:

Вынужденные электрические колебания. Их ДУ и его решение.
Если к колеб. контуру (рис) подключить источник пер-го напряж-я U=Umcosωt,

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

Система ур-ий Максвелла в дифференциальной форме.
Система уравнений Максвелла в интегральной форме:

Принцип суперпозиций волн. Интерференция волн. Усл инт-ых max и min
Принцип суперпоз. – чтобы найти результируюшее смещение в данной т. про-ва, нужно найти смещение, вызванное каждой волной, а затем сложить их векторно(если колебания в разных направлениях) либо алг

Интерференция волн от двух когерентных источников.

Стоячие волны

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

Интерференция света в тонких пленках и тонком клине. Кольца Ньютона.
D = S1 – S2 = (AB+BC)n – (AD + l/2)

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

Принцип Гюг-а-Френ. Метод зон Френеля
1.Френель дополни

Метод графического сложения амплитуд. Дифракция волн на круглом отверстии и диске.
В методе графического сложения амплитуд фронт волны разбивают на участки, значительно меньшие, чем зоны Френеля. Условия: расстояние до каждого следующего участка ув-ся на одну и ту же величину

Дифракция на многих щелях. Дифракционная реш., как спектр-ый прибор.
одинаковых по ширине и параллельных друг другу щелей, разделённых непрозрачными промежутками. Осн.

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

Естеств-ый и поляриз-ый свет. Линейная, эллипт-я и круг-я поляриз. волн. З-н Малюса.
1.Плоская электро

Двойн лучепрел. Искусств анизотропия. Эффекты Керра и Поккельса.
В оптически анизотропных кристаллах наблюдается явление двойного лучепреломления, которое состоит в том, что луч света, падающий на поверхность кристалла, раздваивается в нем на два преломл

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 (

Дисперсия э.м. волн. Показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсия.
Дисперсия – явление зависимости n от λ или ν. n=f(λ) n=c/V n=n(ν), V=V(ν). Следствием этого явления является разложение света при прохождении через призму

Элементарная теория дисперсии.
Обратимся к теории Максвелла и теории строения в-ва Лоренца.

Физика волоконных световодов
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

Теплов излуч, его особ и х-ки. Абсол. черн тело. Распр энерг спект излуч абсол ч тела.
Э/м излуч, испуск вещ и возник за счет его внутр энерг, называется тепловым Оно завис только от темпер и оптич св-в излуч тела. Теплообменом излучением наз самопроизв процесс перед э

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

Элементарная Боровская теория водородно подобных атомов. Опыты Франка и Герца.
Электрон движется по круговой орбитеи на него деиствует Кулоновская сила. По второму закону Ньютона:F=maÞF=

Корпускулярно-волн дуализм.Формула Де Бройля и ее эксперимент. подтверждение.
1° Квантовой (волновой) механикой называется раздел теоретической физики, изучающий законы движения частиц в области микромира (в масштабах 10-6 — 10-13 см). При движении ча

Ур-е Шредингера для стацион. сост. Волновая ф-ция ее статистич смысл.
1° Основное уравнение квантовой механики, определяющее вид функции y для разл случаев движ и взаимод микрочастиц, называется уравнением Шредингера. Для одной частицы в отсутствие магнитно

Реш ур-я Шредингера для потенц ямы бесконечной и конечной глубины.
U=0 при 0 £ X £ L U=¥ при X £ 0 X ³ L

Поглощ.,спонтан. и вынужд. излуч-я. Инверсная заселенность энерг. Уровней и способы ее получения.
Если на атом обладающий энергией Em ,воздействует фотон с энергией hn=En-Em, то атом поглощает фотон и переходит в состояние с энергией En.В этом состоит

Особенности лазерного излучения и области его примения в военном деле.
Отличительные особенности лазерного изл.: когерентность,монохроматичность,направленность, номеризованность,высокая интенсивность. У лаз.лучей постоянное распределение фазы волн в плоскости,