- •ГЛАВА 1. ОСНОВЫ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
- •1.1.ВВЕДЕНИЕ. ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КВАНТОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
- •1.2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ
- •1.2.1. Форма и ширина спектральной линии
- •1.3. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ЛАЗЕРОВ
- •1.3.1. Рабочее вещество
- •1.3.2. Создание инверсии
- •1.3.3. Условия создания инверсной населенности
- •1.3.4. Двухуровневая система
- •1.3.5. Трехуровневые системы
- •1.3.6. Четырехуровневая система
- •1.3.7. Оптические резонаторы
- •1.3.8. Условия самовозбуждения и насыщения усиления
- •1.3.9. Импульсная генерация, модуляция добротности и синхронизация мод
- •1.4. СВОЙСТВА ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
- •1.4.1. Монохроматичность
- •1.4.2. Когерентность
- •1.4.3. Поляризация излучения
- •1.4.4. Направленность и возможность фокусирования излучения
- •1.4.5. Яркость и мощность излучения
- •1.5. ТИПЫ ЛАЗЕРОВ
- •1.5.1. Твердотельные лазеры
- •1.5.2. Рубиновый лазер
- •1.5.3. Неодимовый стеклянный лазер
- •1.5.4. Nd – ИАГ – лазеры
- •1.5.5. Газовые лазеры
- •1.5.6. Атомные лазеры
- •1.5.7. Лазеры на парах металлов
- •1.5.8. Ионные лазеры
- •1.5.9. Молекулярные лазеры
- •1.5.10. Эксимерные лазеры
- •1.5.11. Газовые лазеры в инфракрасной области спектра
- •1.5.13. Газодинамические лазеры
- •1.5.14. Электроионизационные лазеры
- •1.5.15. Полупроводниковые лазеры
- •1.5.16. Жидкостные лазеры
- •КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- •ЗАДАЧИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
- •ГЛАВА 2. ОСНОВЫ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ
- •2.1.ВВЕДЕНИЕ. ЭТАПЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ОПТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
- •2.2. ИСТОЧНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ
- •2.2.1. Светодиоды
- •2.3. ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ
- •2.3.1. Поглощение оптического излучения полупроводниками
- •2.3.2. Фоторезистивный эффект и приборы на его основе
- •2.3.3. Фотоэлектрический эффект в n-р-переходе
- •2.3.4. Фотоэлектронные приборы в вентильном режиме
- •2.3.5. Фотодиоды
- •2.3.6. Фототранзисторы и фототиристоры
- •2.3.7. Оптоэлектронные пары
- •2.4. МОДУЛЯЦИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
- •2.4.1. Физические основы модуляции лазерного излучения
- •2.4.2. Оптические модуляторы
- •2.4.3. Дефлекторы
- •2.5.1. Элементная база ВОЛС
- •2.5.2. Классификация ВОЛС
- •2.6. ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
- •2.6.1. Принцип голографии
- •2.6.2. Голографическое запоминающее устройство
- •2.6.3. Голографические схемы записи и считывания информации
- •2.7. СИСТЕМЫ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
- •2.7.1. Особенности зрительного восприятия информации
- •2.7.2. Физические эффекты, используемые для отображения информации
- •2.7.3. Жидкокристаллические индикаторы
- •2.7.4. Жидкокристаллические индикаторные панели
- •2.8. ЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ ИНДИКАТОРЫ
- •КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- •ЗАДАЧИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
- •РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
2.5.2. Классификация ВОЛС
Волоконно-оптические линии связи классифицируются по их протяженности и включают три основные группы:
1.Линии большой протяженности или магистральные. Эти линии, предназначенные для обеспечения дальней связи, должны обладать высокой пропускной способностью (порядка 108 бит/с) и большим расстоянием между ретрансляторами (на уровне 10 км). С учетом этих требований в качестве источника излучения используется только лазер, а кабель должен обладать минимальными потерями.
2.Линии средней протяженности или внутригородские имеют среднюю длину порядка нескольких километров и предназначены для обеспечения телефонной связи, систем кабельного телевидения, задач специальной связи.
Для этих линий могут быть использованы полупроводниковые лазеры в качестве источника излучения и кабели с затуханием порядка 20 дБ/км.
3.Короткие линии обеспечивают связь внутри объектов на расстояниях до сотен метров. Эти линии обычно включают полупроводниковый светодиод
иприемник излучения и не содержат таких сложных элементов, как лазеры, модуляторы, оптические разъемы, что обеспечивает их достаточно низкую стоимость при высокой надежности и долговечности. Интересным представляется использование коротких волоконно-оптических кабелей в качестве линий задержки гигагерцевого диапазона.
Как и в случае электрической связи, в волоконно-оптической связи применяют две системы модуляции - аналоговую и цифровую, блок-схемы которых показаны на рис.2.15.
Аналоговая система проста и заключается в модуляции интенсивности излучения. Она не требует использования кодирующих схем. Но такая система
может применяться лишь при передаче ограниченных объемов информации на небольшие расстояния. Цифровая система модуляции предусматривает кодирование исходного аналогового сигнала методом импульсно-кодовой модуляции (ИКМ), затем мультиплексирование, кодирование в передающей схеме и модуляцию интенсивности излучения. Волоконно-оптические линии связи являются широкополосными, но из-за нелинейности вольт-амперных
характеристик светоизлучающих элементов для реализации широкополосной связи более удобны линии, передающие цифровые данные. Для повышения
объема передаваемой информации и обеспечения двусторонней связи по одной
90