Волоконная оптика и её использование в оптоинформатике. История Принцип работы оптических волоконных световодов (волокон) Основные типы волокон Технология.

Презентация:



Advertisements
Похожие презентации
Цилиндрические волноводы Классификация волноводов Оптические потери Дисперсионная зависивость Решение уравнений Максвелла (Функции Бесселя) Моды цилиндрического.
Advertisements

1 Волоконно-оптические измерения, НЦВО Образовательная программа С 1 Волоконно-оптические измерения Лихачев М.Е. Научный центр волоконной оптики.
1 Волоконно-оптические измерения, НЦВО Образовательная программа С 1 Волоконно-оптические измерения Лихачев М.Е. Научный центр волоконной оптики.
1 Оптоволокно. 2 Средой передачи информации в оптических системах связи является оптическое волокно (ОВ). Первое оптическое волокно с потерями 20 дБ/км.
Нестационарная генерация антистоксового излучения ВКР в газовых и кристаллических средах при выполнении условий фазового квазисинхронизма. Н. С. Макаров,
Полупроводниковые оптические усилители. Нелинейные оптические усилители. Романов Владимир, гр
ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ И ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН Параметры оптических кабелей параметры конструктивные; параметры, определяющие передаточные.
ТЕОРИЯ ПЕРЕДАЧИ ПО ОПТИЧЕСКИМ ВОЛОКНАМ Физические процессы в волоконных световодах Передача по волоконным световодам осуществляется в оптическом диапазоне.
Новые методы генерации и усиления света при вынужденном комбинационном рассеянии: фазовый квазисинхронизм и фотонные кристаллы В. Г. Беспалов, С. А. Лобанов,
1 Отражение и преломление света на границе раздела двух сред 1. Основные положения геометрической оптики Закон преломления: падающий луч, преломленные.
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Юго-западный государственный.
Метаматериалы и плазмоника аспирантка Игнатьева Дарья Олеговна.
Стокс-антистоксовое ВКР усиление сигналов в кварцевом волокне научный руководитель: к. ф.-м. н. В. Г. Беспалов Н. С. Макаров, гр. 538.
Оптоволоконная связь. В основе оптоволоконной связи лежит закон Синеллиуса: если при пересечении границы двух сред скорость света во второй среде выше,
Геометрическая оптика. Законы геометрической оптики: 1.Отражения. 2. Преломления.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ИНТЕРФЕРОМЕТРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЭФФЕКТА ФИЗО П.С. Тиунов Студент, кафедра «Физика» Научный руководитель: В.О. Гладышев,
Выполнила : Кременецкая Ольга, гр Определения Оптоэлектроника раздел физики и техники, связанный с преобразованием электромагнитного излучения.
9 класс Учитель физики МБОУ гимназии 44 г. Краснодара Найда О. К.
Волоконно-оптические усилители Выполнил: студент гр Патрикеев Л.Н 1.
Применение и особенности изготовления солитонных ВОЛС Выполнил: студент 6 курса физико-технического факультета, гр Журкин Дмитрий Викторович Петрозаводск.
Транксрипт:

Волоконная оптика и её использование в оптоинформатике. История Принцип работы оптических волоконных световодов (волокон) Основные типы волокон Технология получения Потери в волокнах Дисперсия волокон Модовое двулучепреломление Нелинейные эффекты в волокнах

История волоконной оптики 1842 Опыт Д. Колладона и заметки Бабине 1927 Первые стеклянные волокна без оболочки 1958 Волокна с оболочкой (Б. ОБрайн, Х. Хансен) 1964 Первый волоконный лазер 1970 Волокно с потерями 20 дБ/км 1979 Волокно с потерями 0,2 дБ/км (1,55 мкм) 2000 «Безводное» волокно с потерями < 0,2 дБ/км

Эксперимент Колладона с водной струей

Углы полного внутреннего отражения для разделов стекло-воздух и алмаз-воздух Закон Снеллиуса Критический угол полного внутреннего отражения

Влияние оболочки

Устройство простейшего оптического волокна Световые пучки должны падать под углами, обеспечивающими полное внутреннее отражение от раздела серцевина-оболочка

Основные параметры волокон При V < 2,405 волокно одномодовое (a =2…10 мкм) Типичное значение

Основные типы волокон

Распространение света в градиентном волокне

Материалы и изготовление SiO 2 SiO 2 +GeO 2, P 2 O 5

Модифицированный метод химического осаждения из газовой фазы (MCVD) изготовления заготовки

Оптические потери в кварцевом волокне Рэлеевские потери С = 0,7 – 0,9 дБ/(км мкм 4 ) = 0,12 – 0,15 дБ/км (1,55 мкм)

Оптические потери в новом волокне фирмы Lucent

ХРОМАТИЧЕСКАЯ ДИСПЕРСИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН Формула Зельмейера Постоянная распространения моды излучения в волокне Дисперсионный параметр

Зависимость показателя преломления п и группового показателя преломления п g кварцевого стекла от длины волны.

Зависимость дисперсионного параметра D одномодового волокна от длины волны

Волокно со смещенной областью нулевой дисперсии к 1,55 мкм

Способы управления волноводной дисперсией Зависимости показателя преломления волокна от радиуса n r

Зависимость дисперсионного параметра D от длины волны для разных типов волокон Параметр расстройки групповых скоростей Длина дисперсионного разбегания

Модовое двулучепреломление Степень модового двулучепреломления Схема эволюции состояния поляризации света вдоль двулучепреломляющего световода. Сохраняющие поляризацию волокна

Нелинейные эффекты в волокнах Индуцированная поляризация Фазовая самомодуляция Нелинейный показатель преломления Фаза оптического поля Нелинейный набег фазы

Спектральное уширение в волокне вследствие фазовой самомодуляции Расчет Эксперимент

Нелинейные эффекты в волокнах Вынужденные рассеяния ВКР и ВРМБ. ВКР – вынужденное комбинационное рассеяние ВРМБ – вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна Лазер накачки P Волокно P S P длина волны накачки S - длина волны Стокса

Уравнение для начального роста стоксовой волны I S,P – интенсивности волн Стокса и накачки, g R – коэффициент усиления стационарного ВКР, S,P – потери на стоксовой частоте и частоте накачки Решение в приближении заданной накачки Результат численного моделирования ВКР генерации в реальном кварцевом волокне

Принципиальная схема ВКР-усилителя с Использованием накачки на нескольких длинах волн с различной поляризацией. Изоляторы Фарадея

Литература Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика.-М.: Мир, с. Раздел «Введение»