
- •(Сборник лекций) Бийск 2006
- •Проблемы современной микроэлектроники.
- •Оптоэлектроника.
- •Приборы с зарядовой связью.
- •Устройство активной зоны пзс
- •Ввод информации в пзс
- •В ывод информации из пзс
- •Оптический способ ввода информации в пзс.
- •Перемещение носителя информации в активной зоне пзс.
- •Характерные временные интервалы в пзс.
- •1) Время тепловой генерации заряда.
- •2) Время перетекания заряда между соседними электродами. (Динамическое время)
- •3) Время установления потенциала.
- •Пзс в системах обработки информации.
- •Специализированные зу на пзс
- •Архитектура зу с последовательно-параллельной организацией.
- •Акустооптический эффект
- •Оптическое волокно Краткое описание принципов работы
- •Элементы и приборы акустоэлектроники
- •Акустоэлектроника изучает:
- •3. Акустоэлектрические преобразователи
- •5.1 Конструкции пьезокерамических элементов.
- •4. Резонансные явления в устройствах функциональной акустоэлектроники.
- •Колебательных систем:
- •6. Пьезокерамические трансформаторы.
- •6.1 Основные типы и конструкции пт
- •Табл 6.1 Основные характеристики пт напряжения
- •Пьезофильтры
- •11.2 Амплитудные (ам) модуляторы
- •12. Конструкции акустических линий задержки.
- •12.1 Улз на объемных волнах.
- •Краткая характеристика акустических волн в твердых телах
- •Поверхностные акустические волны
- •Линия задержки на пав с разьюстированным преобразователем.
- •9. Отражательные решетки
- •Резонаторы на пав
- •Рис Резонаторы на пав: а) одновходовой, б) двухвходовой; 1- отражательная решетка,
- •Качество отражательной решетки определяет значение добротности резонатора на пав:
- •Схемы подключения резонаторов.
- •10. Акустоэлектрический эффект.
- •Свч генератор на основе диода Ганна
- •Магнитоэлектроника.
- •Магнитодиоды
- •Магнитодиодный усилитель
- •Углеродные нанотрубки: их свойства и применение.
Акустооптический эффект
Периодическое чередование неоднородностей среды работает как дифракционная решетка, изменяющая направление светового луча. Акустооптические эффекты бывают двух видов. При низкой частоте ультразвука и малой ширине фронта (длине взаимодействия) ультразвуковой волны возникает дифракция Рамана-Ната. Если частота ультразвука велика, то происходит дифракция Брегга.
Если длина ультразвуковой волны в среде , длина взаимодействия L, длина световой волны , коэффициент преломления среды n и при этом 2L/(n2)<1, то наблюдается дифракция Рамана-Ната. Возникает несколько дифракционных максимумов, причем дифракционный угол максимален, когда первоначальное направление светового луча параллельно плоскости ультразвуковой волны. В этом случае дифракционный угол m для максимума порядка m равен arcsin(m/).
Кроме дифракции наблюдается допплеровское смещение частоты, равное m, где - частота ультразвука.
Если соотношение параметров 2L/(n2)4, то это дифракция Брэгга. В этом случае отражается только луч света, составляющих характерный угол с фронтом ультразвуковой волны. Таким образом свет может отклониться лишь на угол 2 от первоначального направления. Этот угол находится из соотношения sin = /(2). При дифракции Брэгга коэффициент отражения отклонившегося луча близок к 100%, что очень важно для практического использования..
Типичный пример использования акустооптического эффекта – акустооптическая модуляция света.
Так как интенсивность дифрагированного света пропорциональна силе ультразвука, то изменяя амплитуду последнего, можно управлять интенсивностью света (амплитудная модуляция).
Так как при изменении частоты ультразвука наблюдается допплеровское смещение частоты оптических колебаний, можно реализовать частотную модуляцию.
Большое применение оптоэлектронные приборы находят в системах волоконно-оптические связи.
Волоконно-оптические линии передачи информации.
Для организации широкополосных систем телекоммуникаций, позволяющих одновременно передавать несколько телевизионных каналов, потоков телефонных сообщений, осуществлять скоростную передачу данных, используются в основном коаксиальные, радиорелейные и спутниковые линии связи.
Коаксиальным линиям присущи ограниченная полоса передаваемых частот - до 1.5-2 Ггц - и большое затухание. Это вынуждает через каждые 5 км создавать регенерационные участки. Эти факторы а так же теснота в эфире, подверженность эфирных линий связи естественным и искусственным помехам, возросшие экологические требования - сделали актуальной задачу создания новых систем передачи информации.
ВОЛС свойственно низкое затухание оптических сигналов (до 0.005 дб/км), что позволило резко увеличить длину регенерационного участка - до 100 и более км. Диаметр световода (около 123 мкм) дал возможность получить оптический кабель малого диаметра и веса.
Рисунок - Типовая схема современной ВОЛС
СП1 - система передачи, преобразования аналоговых сигналов в единый электрический цифровой поток;
ОС - оборудование сопряжения;
ОП - оптический передатчик;
ОР - оптические разъёмы;
ОК - оптический кабель;
ОРГ - оптический регенератор;
Опр - оптический приемник;
СП2 - система передачи, преобразования электрического цифрового потока в аналоговые сигналы;
|
Рисунок - Конструкция оптического кабеля |
Осевой элемент:
- стальной трос в полимерном покрытии или без;
- стеклопластиковый пруток в полимерном покрытии или без.
2. Оптическое волокно (одномодовое, многомодовое);
3. Внутримодульный гидрофобный заполнитель;
4. Оптический модуль;
5. Гидроизоляция сердечника;
6. Промежуточная оболочка;
7. Гидроизоляция бронирующего слоя;
8. Броня из круглых стальных проволок;
9. Защитная оболочка.
Таблица - Основные технические характеристики кабелей марки ИКП…
Параметр |
Значение параметра |
Количество оптических волокон в кабеле |
2 - 288 |
Номинальный наружный диаметр кабеля |
9,5 - 26,0 |
Толщина наружной оболочки, не менее, мм |
2,0 |
Масса кабеля, кг/км |
150 - 1250 |
Длительно допустимая растягивающая нагрузка, кН |
3 - 80 |
Допустимая раздавливающая нагрузка, кН/см |
0,4 - 1,0 |
Допустимое ударное воздействие, не менее, Дж |
10,0 - 70,0 |
Рабочий диапазон температур, °C |
От минус 60 °С до 70 °С |
Температура прокладки и монтажа, не менее, °C |
минус 20 °С |
Срок службы, не менее, лет |
30 |
Гарантийный срок, лет |
5 |