LabaProbaONS
.pdf
Кафедра «Направляющие телекоммуникационные среды» ПРАКТИКУМ № 16-ОВ - ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА
1 Цель работы
Изучение основных геометрических и оптических параметров оптического волокна,
методик их измерения.
2 Задание
2.1Собрать экспериментальную схему
2.2Провести необходимые измерения и расчеты
2.3Оформить отчет
3 Оборудование
3.1Источник лазерного излучения
3.2Оптическое волокно
3.3Стойка для крепления волокна
3.4Экран
3.5Линейка
4 Описание экспериментальной установки
Оптическое волокно с помощью соединительного коннектора подключается к источнику лазерного излучения. Выходной торец волокна закрепляется в стойке, которая располагается на заданном расстоянии от белого экрана (рисунок 1).
Рисунок 1 – Экспериментальная установка
При вводе лазерного излучения в оптическое волокно можно наблюдать на экране распределение лазерного излучения определенной структуры (рисунок 2).
Рисунок 2 – Пример распределения лазерного излучения на экране
5Порядок выполнения работы
5.1Для начала необходимо ознакомиться с мерами безопасности при работе с лазерным оборудованием, основные требования приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Меры безопасности при работе с лазерным излучением
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
Не направлять лазерный луч в глаза или на кожу
Использовать защитные очки
Не направлять лазерный луч на посторонние предметы
Осторожно обращаться с металлическими и стеклянными предметами вблизи работающего лазера
5.2Собрать экспериментальную схему, представленную на рисунке 1.
5.3Подсоединить оптическое волокно к источнику лазерного излучения.
5.4Включить лазерный блок.
5.5Получить распределение лазерного излучения на экране, изучить его структуру.
5.6Разместить выходной торец волокна на расстоянии L от экрана и измерить диаметр полученного светового поля D, результаты занести с таблицу 2.
Таблица 2 – Результаты измерений
Номер |
Расстояние от |
Диаметра |
Числовая |
|
|
∆⁄ ср |
измерения n |
экрана L, мм |
светового |
апертура |
ср |
∆ |
|
|
|
поля D, мм |
NA |
|
|
|
1 |
20 |
|
|
|
|
|
2 |
40 |
|
|
|
|
|
3 |
60 |
|
|
|
|
|
4 |
80 |
|
|
|
|
|
5 |
100 |
|
|
|
|
|
5.7Для полученных значений каждого измерения вычислить числовую апертуру NA с помощью формулы:
|
|
|
|
= |
∙ , |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
при |
= ( 0⁄ |
|
) и |
= 1 (для |
воздуха), вычислить среднее значение |
ср |
, |
|
2 ∙ |
|
0 |
|
|
||
абсолютную погрешность |
измерения ∆ |
и относительную погрешность измерения |
|||||
∆⁄ |
. результаты измерения представить в виде: = ср ± ∆. |
|
|
||||
ср |
|
|
|
|
|
|
|
5.8Принять диаметр сердцевины волокна равным = 2 = 10 мкм.
5.9Определите нормированную частоту:
6 = 2 ,
где = 0,65 мкм – длина волны, d= 2 = 10 мкм – диаметр сердцевины.
2
5.10 Определите длину отсечки в волокне со ступенчатым профилем показателя преломления:
с = 2 2,405.
6 Содержание отчета
6.1Цель работы и теоретические сведения
6.2Рисунок и описание экспериментальной схемы
6.3Заполненную таблицу 2
6.4Необходимые расчеты
6.5Вывод
7Контрольные вопросы
1.Объясните принцип передачи оптического излучения с помощью оптического волокна.
2.Оптические параметры оптического волокна.
3.Что такое числовая апертура оптического волокна?
4.От чего зависит число мод в волокне?
5.Чем отличается градиентное волокно от ступенчатого?
6.Как зависит затухание в оптическом волокне от числовой апертуры?
3