I БӨЛІМ
Оптоэлектроникаға кіріспе
1.1.
Талшықты оптикаға кіріспе
Бастапқы көзқарас бойынша жарықтық және басқа да электромагниттік толқындар арасында( мысалы радиотолқындар) жарықтық толқындар жоғары жиілікке ие болатындығынан басқа айырмашылық жоқ.
1.1.-суретте
көрсетілген электромагнитті толқындардың
спектрі толқын ұзындығынан бірнеше
мың километрден бастап, триллион метр
толқын ұзындығы бар космостық сәулелерге
шейін көсіледі (простирается). Бұл
спектрде бос орындар(пробел) жоқ, алайда
кейбір аймақтардың қабаттасуы немесе
қосылуы бар, ол шектес аймақтар арасында
ашық шекара жоқ екендігін білдіреді.
Сондықтан да ақпаратты жіберу үшін
берілген спектрдің бір диапазоның
немесе басқасын қолдану бірінші кезекте
электромагнитті толқындарды тарату
ортасының параметрлерімен анықталады,
дербес жағдайда сөну көрсеткішімен,
түпкілікті таратулар тұрақтылығымен
және т.б. анықталады. Электромагниттік
толқындардың таралуының ең жақсы
жағдайлары қамтамасыз етілетін жиілік
диапазондарын ортаның мөлдірлілігінің
терезелері деп атайды. Жарықтық
толқындардың көмегімен ақпаратты жіберу
үшін диапазоны 10 нм-ден 1 мм.-ге дейін
толқын ұзындықтарын қосатын және
х-сәулелер және де микротолқындар
арасында орналасқан барлық оптикалық
спектр қолданылмайды. Осы диапазондарда
ультракүлгін сәулелену, көрінетін жарық
және инфрақызыл сәулелер орналасқан.
«Көрінетін жарық » термині артық болып
көрінеді, кейбір кітаптарда ультракүлгін
және инфрақызыл сәулеленуді сәкесінше
ультракүлгін және инфрақызыл жарық деп
атағандықтан, көрінетін жарықты кейбір
жағдайларда қолдану қажет. Көрінетін
жарық электромагнитті толқынның азғантай
бөлігін ұстайтын күлгін түстен қызыл
түске шейін біздің көру рецепторымызға
толқын ұзындығы 380нм-ден 780нм-ге дейін
әсер ететін сәулелену секілді анықталады.
Сурет. Электромагнитті спектр және оны талшықты оптикада қолдану аймақтары.
Жарықтың түсі болмайды, бірақ бұл толқындар көз рецепторларын қозғап, түстік бейнелер тудырады, және жарықтық толқынның бұл қасиеті көру қашықтығында ақпаратты жіберудің қарапайым әдістерін жүзеге асыруға мүмкіндік берді. Сымды байланысты аналогия бойынша жарықтық толқынның бағытталып таралуының арқасында ақпаратты жіберудің қашықтығын үлкейту үшін, әртүрлі оптикалық мөлдір материалдар зертттелді. Олардың негізінде оптикалық талшықтар деп аталатын оптикалық толқынжүргізгіштер(волноводы) жасалынды. Соңғылары, өз кезегінде сол уақытта істелген оптоэлектронды технологияларды қолданудың мүмкіндігін тудырды. Ол оптоэлектронды технологиялар белгілі қашықтыққа көлемі үлкен информацияларды жоғарыжылдамдықта жіберу үшін қолданылады. Техниканың бұл бағыты талшықты оптика атауына ие және қазіргі уақытта интенсивті дамуда. Қазір талшықты оптикада шамамен 820нм-ден 1650нм-ге дейінгі толқын ұзындықтары қолданылады, олар инфрақызыл сәулелену секілді анықталады(1.1. суретке сәйкес), алайда ол кейде жай ғана жарық деп те аталады, себебі оны құрылғылардың, қалыптасқан көрінетін жарық аймағындағы өлшеулер үшін қолданылатын құрылғылар көмегімен басқаруға және өлшеуге болады.
Ақпаратты оптикалық талшық бойынша жіберу үшін талшықтың өзінің бар болуы жеткіліксіз екені айқын, осы мақсат үшін аз дегенде сәулеленудің көзі мен қабылдағыш қажет, ал алыс және өте алыс қашықтықта жіберу үшін ретрансляторлар және оптикалық күшейткіштер қажет. Одан бөлек, бастапқы ақпаратты оптикалық сигнал түрінде көрсету қажет, ол оптикалық сәулелену көзінің модуляциясы жолымен жүзеге асырылады, кейін оны демодуляторды қосатын оптикалық қабылдағыштың көмегімен қабылдағыш жағында қалпына келтіру керек. Осылайша, қарапайым жіберу жүйесі аз дегенде оптикалық талшықтың, оптикалық ретрансляторлардың немесе күшейткіштердің, оптикалық қабылдағыштың модульденетін көзінен (модульденетін источнигінен) тұру керек.
1.2.