Оптические волокна

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Оптические волокна

Содержание

2. Градиентные Ход лучей в различных случаях Обобщенный закон Снелля Точка поворота
3. Синусоидальные траектории Зигзагообразные траектории
4. Устройство оптических волокон Профиль показателя преломления
5. Градиентные Меридиональные и сагиттальные лучи
6. Оптические кабели
7. Моды ступенчатых оптических волокон
8. Цилиндрическая система координат a
9. Преобразование производных
11. Уравнения для продольных составляющих полей в цилиндрической системе координат Будем искать решение в виде В сердцевине
14. Общее решение в оболочке r>a должно обращаться в ноль на бесконечности χ - мнимое Ограничение на
16. Дисперсионное уравнение относительно β Решением являются величины βνδ
19. Соотношения между коэффициентами Последний неизвестный коэффициент определяется из заданной мощности светового поля в волокне Соотношение ортогональности
20. Торцевое возбуждение волокон
21. Торцевое возбуждение волокон при помощи дифракционной решетки Пусть электромагнитное поле на торце волокна z=+0. Оно возбуждает
22. Таким образом электромагнитное поле на торце волокна z=+0 можно представить как Рассмотрим Таким образом
23. Если (f(t) – функция описывающая временную форму импульса) То возбуждается только одна мода, соответствующая мультииндексу ξ.
24. Пропускная способность оптического волокна Определяется уширением импульсов за счет различных видов дисперсии Уширение импульса определяется как
25. Рисунок взят из диссертации Круглова Р.С.
26. Физической причиной уширения импульса является дисперсия ОВ Межмодовая дисперсия возникает вследствие различия групповых скоростей ВМ, поэтому
27. Результирующее значение уширения импульсов Уширение импульса за счет волноводной и материальной дисперсии Формула Селлмейера для материальной
28. Внутримодовая дисперсия
29. Уширение за счет внутримодовой дисперсии где L – длина оптического волокна
30. Межмодовая дисперсия Суперпозиция мод Задержка моды с номером Уширение за счет межмодовой дисперсии
31. Нормированные временные формы светового импульса: 1 – на входе многомодового микроструктурированного оптического волокна на основе полиметилметакрилата;
33. Скачать презентацию

Слайд 2

Градиентные
Ход лучей в различных случаях
Обобщенный закон Снелля
Точка поворота

Слайд 3

Синусоидальные траектории
Зигзагообразные траектории

Слайд 4

Устройство оптических волокон
Профиль показателя преломления

Слайд 5

Градиентные
Меридиональные и сагиттальные лучи

Слайд 6

Оптические кабели

Слайд 7

Моды ступенчатых оптических волокон

Слайд 8

Цилиндрическая система координат
a

Слайд 9

Преобразование производных

Слайд 10

Слайд 11

Уравнения для продольных составляющих полей в цилиндрической системе координат
Будем искать решение

в виде

В сердцевине

В оболочке

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Общее решение в оболочке r>a должно обращаться в ноль на бесконечности
χ

- мнимое

Ограничение на эффективный показатель преломления

Слайд 15

Слайд 16

Дисперсионное уравнение относительно β
Решением являются величины βνδ

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Соотношения между коэффициентами
Последний неизвестный коэффициент определяется из заданной мощности светового поля

в волокне

Соотношение ортогональности

Структура электромагнитного поля моды

Слайд 20

Торцевое возбуждение волокон

Слайд 21

Торцевое возбуждение волокон при помощи дифракционной решетки
Пусть
электромагнитное поле на торце волокна

z=+0.

Оно возбуждает направляемые моды волокна с мультииндексами μ (в частности все моды волокна). Тогда этим направляемым модам при z=+0 отвечает часть поля электрической напряженности Eext равная

Неизвестные функции Ψμ(t) зависят от времени медленно

Слайд 22

Таким образом электромагнитное поле на торце волокна z=+0 можно представить как
Рассмотрим
Таким

образом

Слайд 23

Если
(f(t) – функция описывающая временную форму импульса)
То возбуждается только одна

мода, соответствующая мультииндексу ξ. В этом случае излучательные моды при z=+0 отсутствуют, эффективность возбуждения максимальна.

Слайд 24

Пропускная способность оптического волокна
Определяется уширением импульсов за счет различных видов

дисперсии

Уширение импульса определяется как квадратичная разность длительности импульсов
на выходе и выходе

Слайд 25

Рисунок взят из диссертации Круглова Р.С.

Слайд 26

Физической причиной уширения импульса является дисперсия ОВ
Межмодовая дисперсия возникает вследствие различия

групповых скоростей ВМ, поэтому имеет место только в многомодовом волокне.
Материальная дисперсия обусловлена зависимостью показателя преломления среды от длины волны светового излучения, что приводит к различию скоростей распространения спектральных составляющих источника излучения.
Волноводная дисперсия обусловлена направляющими свойствами ОВ. Данный тип дисперсии, в первую очередь, определяется профилем показателя преломления ОВ и пропорционален ширине спектра излучения источника Δλ.
Поляризационно-модовая дисперсия возникает вследствие различия скоростей распространения двух взаимно перпендикулярных поляризационных составляющих моды. Величина поляризационно-модовой дисперсии очень мала, поэтому ее учет необходим только в одномодовом ОВ при передачи широкополосных сигналов.

Слайд 27

Результирующее значение уширения импульсов
Уширение импульса за счет волноводной и материальной

дисперсии

Формула Селлмейера для материальной дисперсии кварца

Слайд 28

Внутримодовая дисперсия

Слайд 29

Уширение за счет внутримодовой дисперсии
где L – длина оптического волокна

Слайд 30

Межмодовая дисперсия
Суперпозиция мод
Задержка моды с номером
Уширение за счет межмодовой

дисперсии

Слайд 31

Нормированные временные формы светового импульса: 1 – на входе многомодового микроструктурированного

оптического волокна на основе полиметилметакрилата; 2 – на выходе волокна длиной 150 м.

Оптические волокна

Содержание

ГрадиентныеХод лучей в различных случаяхОбобщенный закон СнелляТочка поворота

Синусоидальные траекторииЗигзагообразные траектории

Устройство оптических волоконПрофиль показателя преломления

ГрадиентныеМеридиональные и сагиттальные лучи

Оптические кабели

Моды ступенчатых оптических волокон

Цилиндрическая система координатa

Преобразование производных

Уравнения для продольных составляющих полей в цилиндрической системе координатБудем искать решение

Общее решение в оболочке r>a должно обращаться в ноль на бесконечностиχ

Дисперсионное уравнение относительно βРешением являются величины βνδ

Соотношения между коэффициентамиПоследний неизвестный коэффициент определяется из заданной мощности светового поля

Торцевое возбуждение волокон

Торцевое возбуждение волокон при помощи дифракционной решеткиПустьэлектромагнитное поле на торце волокна

Таким образом электромагнитное поле на торце волокна z=+0 можно представить какРассмотримТаким

Если(f(t) – функция описывающая временную форму импульса) То возбуждается только одна

Пропускная способность оптического волокна Определяется уширением импульсов за счет различных видов

Рисунок взят из диссертации Круглова Р.С.

Физической причиной уширения импульса является дисперсия ОВМежмодовая дисперсия возникает вследствие различия

Результирующее значение уширения импульсов Уширение импульса за счет волноводной и материальной

Внутримодовая дисперсия

Уширение за счет внутримодовой дисперсиигде L – длина оптического волокна

Межмодовая дисперсияСуперпозиция мод Задержка моды с номером Уширение за счет межмодовой

Нормированные временные формы светового импульса: 1 – на входе многомодового микроструктурированного

Похожие презентации

Градиентные
Ход лучей в различных случаях
Обобщенный закон Снелля
Точка поворота

Синусоидальные траектории
Зигзагообразные траектории

Устройство оптических волокон
Профиль показателя преломления

Градиентные
Меридиональные и сагиттальные лучи

Цилиндрическая система координат
a

Уравнения для продольных составляющих полей в цилиндрической системе координат
Будем искать решение

Общее решение в оболочке r>a должно обращаться в ноль на бесконечности
χ

Дисперсионное уравнение относительно β
Решением являются величины βνδ

Соотношения между коэффициентами
Последний неизвестный коэффициент определяется из заданной мощности светового поля

Торцевое возбуждение волокон при помощи дифракционной решетки
Пусть
электромагнитное поле на торце волокна

Таким образом электромагнитное поле на торце волокна z=+0 можно представить как
Рассмотрим
Таким

Если
(f(t) – функция описывающая временную форму импульса)
То возбуждается только одна

Пропускная способность оптического волокна
Определяется уширением импульсов за счет различных видов

Физической причиной уширения импульса является дисперсия ОВ
Межмодовая дисперсия возникает вследствие различия

Результирующее значение уширения импульсов
Уширение импульса за счет волноводной и материальной

Уширение за счет внутримодовой дисперсии
где L – длина оптического волокна

Межмодовая дисперсия
Суперпозиция мод
Задержка моды с номером
Уширение за счет межмодовой