13. Волокно- оптич. Системы передачи

В передатчике свет от источника поступает в модулятор, управляемый сигналом модулятор изменяет интенсивность светового потока по заданному сигналом закону, и промодулированный световой поток поступает в волоконную линию связи. В приемнике свет направляется на фотоприемник, преобразующий световой сигнал в электрический сигнал, проходит демодулятор, преобразующий в исходный сигнал, передаваемый по ВОСПИ(волоконно-оптические системы передачи информации).

f=8кГц (частота дискритизации); 1) дискрит. сигналов; 2) уплотнение каналов; 3) преобр. в цифровой форме.

Временное мультиплексирование - последующая временная задержка сигнала одного канала относит. другого.

4 канала совмещают (V=2Мбит/с каждый)

15.Интерференция квазимонохроматического света.

(характеристика ширина линии излучения)квазимонохр. свет

1) Есть 2 линии излучения (2 монохром. линии);

Будет 2 интерференционные картины. 2я спектральная компонента ; (спектральные компоненты по интерференции одинаковые). ; - моделирующая функция

Видимость интерференционной картины: V=1(max видимость); V=0(не видно)

16.Временная когерентность - способность светового пучка к интерференции после разделения и последующего объединения с разностью хода. Длина когерентности - та разность хода, при которой интерференция перестает наблюдаться ; ;

Белый свет (лампочка)

Интерференция на тонких пленках связана со второй зависимостью.

- соответствует преобразованию Фурье.

17. Интерферометр Майкельсона. Излучение лазера 1 после отражения от полупрозрачного зеркала 2 падает на зеркало 3, линейные перемещения которого подлежат измерению. Вторая часть пучка, пройдя зеркало 2, попадает на зеркало 4. Отразившись от зеркал 3 и 4, пучки рекомбинируют, образуя интерференционную картину в плоскости щелевой диафрагмы 5. Интенсивность света, прошедшего через диафрагму, регистрируется фотоприёмником 6. При перемещении зеркала, разность хода меняется и соответственно меняется разность фаз интерферирующих пучков.

18. Интерференционные измерительные преобразователи перемещений.

Измерения угловых перемещений: Модифицированный интерферометр Майкельсона: При наклонах объекта интерференционная картина неподвижна (попадает в ту же траекторию, что и была). При развороте на а, световой пучок не пройдет ∆, расстояние уменьшится, а для нижнего пучка наоборот увеличится на ∆. Тогда уменьшение разности хода: , h – база интерферометра, расстояние между пучками. 19. Интерферометр Фабри-Пеpo. Электромагнитная волна с направлением на пластину, поверхности которой отражают свет с коэффициентом отражения r (по амплитуде) и пропускают свет с коэффициентом пропускания t. Следовательно: . Лучи параллельны, значит интерференция наблюдается в бесконечности или фокальной плоскости линзы, в точке Р. Результат интерференции равен сумме амплитуд, учитывая разность фаз между ними. Первая прошла через первую и вторую плоскопараллельные пластинки, тогда её амплитуда . Вторая прошла через первую поверхность, отразилась от второй и первой и прошла через вторую. . 20. Интерференционный фильтр.

Зависимость отношения интенсивностей прошедшего и падающего света от длины волны. На выходе интерферометра свет будет содержать только те спектральные компоненты, для которых выполняется фазовое усиление . Интерференционные фильтры (создаются на основе интерферометра Фабри-Перо) используются для выделения из света с широким спектром узкой спектральной компоненты. 21. Принцип Гюйгенса-Френеля и его математическое обобщение в виде интеграла Кирхгофа. Принцип Гюйгенса: каждая точка волнового фронта – источник вторичных сферических волн. Френель добавил: мы должны учитывать фазовые отношения между ними. k –волновой вектор, s- точечный источник. Пусть на поверхности Ϭ у нас равномерное поле Е, от dϬ придёт ; – интеграл Кирхгофа, математическое обобщение. 22. Зоны Френеля. Зонная пластинка Френеля. Зоны Френеля Зонная пластинка Френеля 23. Дифракция Френеля на круглом отверстии. 24. Основные отличия дифракции Френеля и дифракции Фраунгофера. 1. P<<1, (дифракцией можно пренебречь) 2. Р=1, (дифракция Френеля) 3. Р>>1, (дифракция Фраунгофера) 25. Дифракции Фраунгофера на щели.

26.Дифракция на правильной структуре. Дифракционные решетки.

N щелей;

27.Дифракция на правильной структуре. Дифракционные решетки.

∆l=∆x∙sinθ; ; Перемещение дифракционной решетки будет приводить к разности фаз

28.Влияние дифракции на разрешение оптических инструментов.

29. Запись и хранение информации на компакт дисках.

CD Чтение

Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки так называемых питов (углублений), выдавленных в поликарбонатной основе. Каждый пит имеет примерно 100 нм в глубину и 500 нм в ширину. Длина пита варьируется от 850 нм до 3,5 мкм. Промежутки между питами называются лендом. Шаг дорожек в спирали составляет 1,6 мкм. Питы это единицы, а ленды нули. Запись: Различают диски с органическим (в основном, диски CD-R-типа) и неорганическим (в основном, CD-RW-диски) активным материалом. При использовании органического активного материала запись осуществляется путём разрушения химических связей материала, что приводит к его потемнению (изменению коэффициента отражения материала). При использовании неорганического активного материала запись осуществляется изменением коэффициента отражения материала в результате его перехода из аморфного агрегатного состояния в кристаллическое, и наоборот. И в том, и в другом случае запись производится модуляцией мощности лазера.

DVD такой же размер, как и компакт-диск, но более плотную структуру рабочей поверхности, что позволяет хранить и считывать больший объём информации за счёт использования лазера с меньшей длиной волны и линзы с большей числовой апертурой. Высокая  информационная  емкость в DVD  обусловлена увеличением плотности записи информации на  диск. Во-первых, в DVD - диске существенно  уменьшены геометрические размеры пит с 0.83 мкм (CD) до 0.4 мкм ( DVD ). Во-вторых, резко уменьшен шаг "спирали" между соседними дорожками пит -- с 1.6 мкм (CD)  до 0.74 мкм (DVD). В-третьих, немного большей области данных ( примерно в 1.02 раза по сравнению с CD (~1.02x). В-четвертых, более эффективной битовой модуляции каналов (~1.06x). В-пятых, более эффективного исправления ошибок (~1.32x). В-шестых, меньшее перекрытия секторов (~1.06x).