- •Часть 1:
- •1.1. Структурная схема волоконно-оптической системы передачи.
- •1.2. Конструкции плоских световодов.
- •1.3. Конструкции волоконных световодов.
- •1.4. Принцип действия волоконного световода. Типы лучей. Понятие моды.
- •1.5. Типы волокна.
- •1.6. Лучевой принцип распространения электромагнитной энергии по ступенчатому мм, градиентному мм и ступенчатому ом волокну.
- •1.7. Ход лучей в волоконном световоде со ступенчатым профилем показателя преломления.
- •1.8. Классы волн.
- •1.9. Типы волн. Пояснение к понятию «тип волны».
- •1.11. Дисперсионные характеристики ступенчатого волоконного световода для нескольких первых мод.
- •Часть 2:
- •2.1. Структура основных типов потерь в ов.
- •2.2. Механизм основных потерь в ов.
- •2.3. Обобщённая спектральная зависимость собственных потерь в кварцевом ов.
- •2.4. Потери на изгибах волокна.
- •2.5. Уширение импульсов из-за дисперсии в ов.
- •2.6. Структура видов дисперсии в ов.
- •2.7. Явление временного запаздывания лучей разных мод в вс.
- •2.8. Характер распространения света в вс с различным профилем показателя преломления и дисперсия.
- •2.9. Материальная дисперсия. Скорости распространения света разной длины волны.
- •2.10. Зависимость удельной материальной дисперсии объёмного кварцевого стекла от длины волны.
- •2.11. Зависимость удельной волноводной дисперсии кварцевого волокна от длины волны.
- •2.12. Профиль показателя преломления одномодового волокна со смещённой в область длин волн 1550нм ненулевой дисперсией.
- •2.13. Появление поляризационной модовой дисперсии.
- •Часть 3:
- •3.1. Искажение импульса из-за повторного отражения.
- •3.2 Способ ввода излучения в вс с помощью оптического конуса.
- •3.3 Способ соединение волокна с помощью трубки.
- •3.4 Способы соединения волокна с помощью пластин.
- •3.5 Виды дефектов при торцевом соединении вс.
- •3.6 Схематическое изображение разветвителя х-типа.
- •3.7 Схематическое изображение древовидного разветвителя.
- •3.9 Устройство разветвителя торцевого типа.
- •3.10 Устройство разветвителя с ветвящейся структурой.
- •3.11 Устройство разветвителя с расщеплением пучка.
- •3.14 Схематическое изображение ответвителя.
- •3.15 Устройство биконического сварного ответвителя и ход лучей.
- •3.16 Схематическое изображение звёздообразного разветвителя.
- •Часть 4:
- •4.1. Схематическое представление процессов поглощения и излучения.
- •4.2 Зонная диаграмма уровней энергии электронов двойной гетероструктуры при помощи смещения u.
- •4.5 Структура продольного сечения сид с торцевым и боковым излучением.
- •4.6 Ватт-амперные характеристики сид.
- •4.8 Спектральная характеристика сид.
- •4.9 Форма импульса и время нарастания.
- •4.10 Упрощённая физическая модель лазера.
- •4.11 Структура поперечного сечения полоскового лазера типа n-p-p.
- •4.13 Диаграмма направленности и характер оптического излучения лд.
- •4.14 Спектральная характеристика многомодового и одномодового лд.
- •4.15 Структурная схема пом.
- •4.16 Принципиальная схема простейшего пом.
- •Часть 5:
- •5.1. Процесс перехода электрона в зону проводимости.
- •5.2 Зонная диаграмма энергетических уровней электронов для р-n-перехода при обратном смещении u.
- •5.4 Вольт – амперные характеристики фотодиода.
- •5.5 Процесс образования носителей тока в p-n фотодиоде.
- •5.7 Процесс образования носителей тока в p-I-n фотодиоде и распределение электрического поля в структуре.
- •5.9 Структура продольного сечения лфд.
- •5.10 Процесс образования носителей тока в лфд, возникновение фототока и распределение электрического поля в структуре
- •5.11 Зависимость квантовой эффективности от длины волны для германиевого и кремниевого фотодиодов.
- •5.12 Структурные схемы аналогового и цифрового приёмных оптоэлектронных модулей.
3.14 Схематическое изображение ответвителя.
Ответвитель –обобщение древовидного разветвления, у которого выходная мощность распределяется необязательно в равной пропорции между выходными полюсами:
Рисунок 3.14 – Схематическое изображение ответвителя
Некоторая доля (меньше 50%) выходной мощности идёт в каналы 2,3,…, m, в то время как основная доля (больше 50%) поступает в первый выходной канал. Выходные полюса нумеруются в порядке убывания мощности. Конфигурации ответвителей бывают 1x2, 1x3, 1x4, 1x5, 1x6, 1x7, 1x8, 1x16, 1x32.
3.15 Устройство биконического сварного ответвителя и ход лучей.
Сейчас актуальны сварные ответвители, в которых оптические волокна, образующие входные и выходные полюса, сплавляются в монолитную конструкцию. Этот ответвитель действует за счёт связи между двумя световодами на отрезке небольшой длины, на котором отсутствует оболочка:
Рисунок 3.15 - Устройство биконического сварного ответвителя и ход лучей
Свет извлекается через боковую поверхность. Переходное ослабление С14 = 3…20дБ, вносимые потери A13≈1дБ.
3.16 Схематическое изображение звёздообразного разветвителя.
Звёздообразный разветвитель –устройство, обычно имеющее одинаковое число входных и выходных полюсов. Оптический сигнал приходит на один из n входных полюсов и в равной степени распределяется между n выходными полюсами. Принято обозначать входные полюса латинскими буквами, выходные – цифрами:
Рисунок 3.16 – Схематическое изображение звёздообразного разветвителя
Актуальны звёздообразные разветвители 2x2 и 4x4.
Часть 4:
4.1. Схематическое представление процессов поглощения и излучения.
рассмотрим упрощённую модель атомной системы, имеющую два энергетических уровня Е1 и Е2. Рассмотрим 3 процесса:
а–поглощение; б–спонтанное излучение; в–индуцированное излучение Рисунок 4.1 – Схематическое представление процессов поглощения и излучения для идеализированной атомной системы с двумя разрешёнными энергетическими состояниями Е1 и Е2 и населённостями уровней n1 и n2.
1) При взаимодействии излучения с атомом, находящимся в нижнем энергетическом состоянии, может произойти поглощение кванта излучения и атом перейдет на верхний уровень (рисунок 4.1, а).
2) Находящийся на уровне Е2 атом может перейти на уровень Е1 самопроизвольно (спонтанно), излучив при этом квант света (рисунок 4.1, б). При переходе между состояниями с энергией Е1 и Е2 (Е2>Е1) излучение имеет частоту т.е. в свободном пространстве длина волны излучения будет , где h – постоянная Планка. 3) Если атом находится на верхнем энергетическом уровне, то пролетающий первичный фотон с энергией hν=Е2-Е1 может вызвать (индуцировать) переход Е2→Е1, т.е. возвращение атома на нижний уровень. Переход Е2→Е1 сопровождается испусканием фотона (рисунок 4.1,в). Новый фотон, как и исходный фотон, имеет ту же энергию hν=Е2-Е1, такое же направление импульса и поляризацию. Т.е., вторичный фотон, испущенный атомом в процессе перехода Е2→Е1, оказывается в том же самом состоянии, в каком находится первичный фотон, вызвавший данный переход. Рассмотренный процесс называют вынужденным (индуцированным) испусканием света. Чем больше имеется первичных фотонов, тем выше вероятность того, что атом, находящийся на уровне Е2, совершит переход на уровень Е1. Если имеется много атомов на уровне Е2, то пролетая мимо них первичного фотона, может произойти переход Е2→Е1 во многих атомах, т.е. появится не один фотон, а лавина вторичных фотонов. Все эти фотоны будут рождаться в том же самом состоянии, в каком находится первичный фотон.