55.Одноэлектронные транзисторы

Транзистор, одноэлектронный представляет собой переключающае устройство , способное разделять или соединять электронную цепь за счёт движения единичного электрона . Аналогично полевому полупроводниковому транзистору, одноэлектронный транзистор имеет три электрода: исток, сток и затвор. Принципиальным отличием одноэлектронного транзистора от классиче- ского полевого полупроводникового транзистора является то, что линейные разме- ры канала между стоком и истоком лежат в нанодиапазоне, обусловливая проявле- ние квантово-размерных эффектов. Кроме того, одноэлектронный транзистор не усиливает текущий ток, а только управляет переходом электронов, поэтому пра- вильнее было бы называть его переключателем.

56.Физические принципы работы оптического волокна

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физиче- ской средой для передачи информации, а также передачи больших потоков инфор- мации на значительные расстояния.

Ход лучей в оптическом волокне

Поперечное сечение оптического волокна представляет собой внутренний круг – сердечник и окружающий его слой – оболочку. Для направляющей среды, в которой могут распространяться электромагнитные колебания оптического диапа- зона частот (порядка 10¹⁴ Гц), необходимо, чтобы сердечник и оболочка обладали разной величиной показателей преломления – сердечника n₁, оболочки – n₂ и при этом n₁ > n₂. На рис. показано оптическое волокно в разрезе (сечение проведено через ось цилиндра). На вход волокна под углом Φ₀ (относительно оси) поступает луч оптического излучения. Будем рассматривать в качестве окружающей среды, из которой поступает луч в оптическое волокно, воздух. Оптическое излучение пре- ломляется на границе раздела воздух – кварц под углом Φ₁. Далее луч оптического излучения падает на границу раздела сердечник – оболочка под углом β = 90º – Φ₁.

При преломлении луча на границе раздела воздух – сердечник выполняется следующее соотношение:

ⁿ₀ ^sinФ₀ ^{= n}₁ ^sinФ₁ , (1.1)

где n₀ – показатель преломления воздуха.

Для оптического волокна вводится такое понятие как числовая апертура, ко- торая определяет способность оптоволокна собирать и передавать свет, представля- ет собой телесный угол, в пределах которого находятся лучи, которые могут распро- страняться по оптическому волокну, и определяется по следующей формуле:

NA = n₀ sinФ_{n =}

Луч введенный в оптическое волокно под углом Φ_п будет, многократно отра- жаясь от границы сердечник – оболочка, распространяться по сердечнику пока не достигнет его конца. Точно также будут распространяться и лучи, введенные под углом Φ_о ≤ Φ _п.

При полном внутреннем отражении оптические волны проникают из более плотной среды в менее плотную на некоторую глубину и проходят параллельно оси волокна некоторое расстояние D. Таким образом, при полном внутреннем отражении падающий и отраженный лучи смещены на некоторое расстояние D, которое зависит от длины волны излучения и угла падения луча на границу раздела. При рассмотрении процесса отражения света от поверхности раздела двух сред нужно учитывать степень поляризации излучения. Поскольку лучи введённые в волокно под разными углами проходят разную длину пути то они имеют различное время распространения в опто.волокне.