l
  • Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Temat nie został wyczerpany?
    Zapraszamy na Forum Naukowy.pl
    Jeśli posiadasz konto w serwisie Facebook rejestracja jest praktycznie automatyczna.
    Wystarczy kilka kliknięć.

    Światłowód jednomodowy



    Podstrony: 1 [2] [3]
    Przeczytaj także...
    Atom – podstawowy składnik materii. Składa się z małego dodatnio naładowanego jądra o dużej gęstości i otaczającej go chmury elektronowej o ujemnym ładunku elektrycznym.Długość fali – najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań (czyli pomiędzy dwoma powtarzającymi się fragmentami fali – zob. rysunek). Dwa punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych.

    Światłowód jednomodowy – rodzaj światłowodu służący do przesyłania jednego modu światła, nazywanego modem podstawowym. Największą zaletą tego typu światłowodów jest możliwość przesyłania danych na duże odległości, bez znaczącego zniekształcenia i tłumienia sygnału. Pozwala to na budowę systemów transmisyjnych dalekiego zasięgu, osiągających znaczne przepływności.

    Absorpcja – w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. Natężenie światła wiązki przechodzącej przez substancję ulega zmniejszeniu nie tylko w wyniku absorpcji, lecz również na skutek rozpraszania światła. O ile jednak promieniowanie rozproszone opuszcza ciało, to część zaabsorbowana zanika powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała. Światłowód – przezroczysta struktura (włóknista, warstwowa lub paskowa), w której odbywa się propagacja światła.

    Transmisja światłowodowa jest ograniczona przez dwie cechy materiałów użytych do budowy rdzenia; są to:

  • dyspersja sygnału (różne składowe sygnału poruszają się z różnymi prędkościami)
  • tłumienie sygnału (amplituda sygnału stopniowo zanika wzdłuż światłowodu)
  • Użycie światłowodów jednomodowych pozwala w dużym stopniu wyeliminować powyższe ograniczenia.

    Światłowód wielomodowy – rodzaj światłowodu przenoszący wiele modów (promieni) światła, rozchodzących się pod różnymi kątami względem osi światłowodu. W porównaniu ze światłowodem jednomodowym umożliwia transmisję na mniejszą odległość bez wzmacniacza sygnału.Wzmacniacz optyczny jest urządzeniem wzmacniającym sygnał optyczny (promieniowanie świetlne) bezpośrednio, bez konwersji na sygnał elektryczny. Podobnie jak laser, wykorzystuje zjawisko emisji wymuszonej w ośrodku czynnym.

    Spis treści

  • 1 Zmniejszenie wpływu dyspersji
  • 2 Zmniejszenie wpływu tłumienia
  • 3 Światłowody jednomodowe w telekomunikacji
  • 4 Oznaczenia typów produkowanych światłowodów
  • 5 Zobacz też
  • Zmniejszenie wpływu dyspersji[ | edytuj kod]

    W każdym znanym materiale współczynnik załamania, n, fali elektromagnetycznej zależy od jej długości, λ . Zależność ta nosi nazwę dyspersji. Za sprawą dyspersji, każdy zmodulowany sygnał świetlny (tzn. inny, niż ściśle monochromatyczna fala o amplitudzie stałej w czasie) ulega zniekształceniom, ponieważ jego składowe o różnych częstotliwościach (a co za tym idzie, różnych długościach fali) poruszają się z różnymi prędkościami (prędkość rozchodzenia się światła w ośrodku jest odwrotnie proporcjonalna do współczynnika załamania). W światłowodzie jednomodowym szerokość spektralna sygnału jest na tyle mała, że jest możliwe takie dobranie długości fali do rodzaju ośrodka, przy którym zależność współczynnika załamania nie zawiera wyrazu liniowego, a zatem w rozwinięciu:

    Nanometr (symbol: nm) – podwielokrotność metra, podstawowej jednostki długości w układzie SI. Jest to jedna miliardowa metra czyli jedna milionowa milimetra. Jeden nanometr równa się zatem 10 m. W notacji naukowej można go zapisać jako 1 E-9 m oznaczający 0,000 000 001 × 1 m. Rzadko stosowana jest również stara nazwa milimikron.Światłowód włóknisty (inne nazwy: włókno światłowodowe, włókno optyczne lub po prostu światłowód) – rodzaj światłowodu (falowodu optycznego) służący do przesyłania światła. Pierwotnie stosowany dla celów dekoracyjnych i oświetleniowych, obecnie najczęściej wykorzystywany jest w telekomunikacji i do transmisji danych. Zwykle występuje w formie włókien dielektrycznych, najczęściej szklanych, z pokryciem z tworzywa sztucznego. Część światłowodu prowadząca światło, tak zwany rdzeń, charakteryzuje się największym współczynnikiem załamania światła w całej strukturze.
    n(\lambda)=n_0+n_1\cdot(\lambda-\lambda_0)+n_2\cdot(\lambda-\lambda_0)^2

    dla odpowiednio dobranej \lambda_0, współczynnik n_1=0. W małym przedziale długości fali wokół \lambda_0 (odpowiadającym szerokości spektralnej zmodulowanego sygnału) światło porusza się praktycznie ze stałą prędkością, co ogranicza wpływ dyspersji do minimum. W przypadku światłowodu wielomodowego wykorzystanie takiego okna bezdyspersyjnego byłoby niemożliwe, ponieważ każdemu modowi odpowiada inna długość fali.

    WDM (ang. Wavelength Division Multiplexing) – zwielokrotnianie w dziedzinie długości fali, jest to rodzaj technologii zwielokrotniania sygnałów, za pomocą światła laserowego.Dyspersja w optyce – zależność współczynnika załamania ośrodka od częstotliwości fali świetlnej. Jednym ze skutków dyspersji jest to, że wiązki światła o różnych barwach, padające na granicę ośrodków pod kątem różnym od zera, załamują się pod różnymi kątami. Efekt ten można zaobserwować, gdy światło białe pada na pryzmat i ulega rozszczepieniu na barwy tęczy.


    Podstrony: 1 [2] [3]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Czy wiesz że...? beta

    Mod jest charakterystycznym rozkładem pola elektromagnetycznego odpowiadającym danemu kątowi rozchodzenia się fal w falowodzie. Dla światłowodu mówi się o modach światłowodowych. Mody można interpretować jako efekt wzajemnej interferencji płaskich fal elektromagnetycznych odbijających się wielokrotnie od granicy ośrodków tworzących falowód. Matematyczną postać rozkładów pola odpowiadających poszczególnym modom można uzyskać rozwiązując równania Maxwella, lub wynikające z nich równanie falowe, z odpowiednimi warunkami brzegowymi narzuconymi na pole elektryczne i magnetyczne na granicy ośrodków. W światłowodzie takie równanie falowe ma nieskończoną ilość rozwiązań, lecz tylko niektóre z nich odpowiadają propagacji fal wzdłuż światłowodu, bez szybkiego zaniku fali wraz z przebytą drogą. Rozwiązania te nazywane są modami. Każdy z modów ma specyficzne właściwości, takie, jak prędkość propagacji, częstotliwość i długość fali, poprzeczne rozkłady pola elektromagnetycznego w ośrodku. Ponadto, w falowodzie płaskim, każdy z modów odpowiada określonemu kątowi (względem osi światłowodu) rozchodzenia się drgań elektromagnetycznych. O tym ile modów przenosi dany światłowód decyduje jego kształt, średnica rdzenia światłowodu, apertura numeryczna i długość fali propagującej się w tym światłowodzie. Ich rozkład zależy od geometrii elementu prowadzącego promieniowanie, własności optycznych materiału rdzenia i płaszcza oraz od długości rozważanej fali. W zakresie danego modu zachowane są stałość poprzecznego rozkładu pola elektromagnetycznego i jego polaryzacji wzdłuż osi falowodu.
    Współczynnik załamania ośrodka jest miarą zmiany prędkości rozchodzenia się fali w danym ośrodku w stosunku do prędkości w innym ośrodku (pewnym ośrodku odniesienia). Dokładniej jest on równy stosunkowi prędkości fazowej fali w ośrodku odniesienia do prędkości fazowej fali w danym ośrodku
    Amplituda w ruchu drgającym i w ruchu falowym jest to największe wychylenie z położenia równowagi. Jednostka amplitudy zależy od rodzaju ruchu drgającego: dla drgań mechanicznych jednostką może być metr, jednostka gęstości lub ciśnienia (np. dla fali podłużnej); dla fali elektromagnetycznej tą jednostką będzie V/m.
    Podczerwień (promieniowanie podczerwone) (ang. infrared, IR) – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fal pomiędzy światłem widzialnym a falami radiowymi. Oznacza to zakres od 780 nm do 1 mm.
    Telekomunikacja – dziedzina techniki i nauki, zajmująca się transmisją wszelkiego rodzaju informacji na odległość. Obejmuje również sposoby przetwarzania tych informacji, kodowanie, sprzęt telekomunikacyjny, teorie propagacji, sieci telekomunikacyjne i wiele innych zagadnień. Obecnie telekomunikacja w coraz większym stopniu zależy od rozwiązań informatycznych i zaczyna odgrywać coraz większe znaczenie w sieciach komputerowych. Wykonywana jest przy użyciu środków łączności.
    Krzemionka topiona (fused silica) to materiał otrzymywany w wyniku ultraszybkiego schładzania idealnie czystej, stopionej lub gazowej krzemionki otrzymanej w sztuczny sposób (np: poprzez hydrolizę tetrametoksysilanu, polisiloksanów itp.) w wyniku czego uzyskuje się materiał zwierający niemal wyłącznie fazę amorficzną, czym różni się od szkła kwarcowego, zawierającego znaczący udział fazy krystalicznej.
    Laser – urządzenie emitujące promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu światła widzialnego, ultrafioletu lub podczerwieni, wykorzystujące zjawisko emisji wymuszonej. Nazwa jest akronimem od (ang.) Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation: wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania. Promieniowanie lasera jest spójne, zazwyczaj spolaryzowane i ma postać wiązki o bardzo małej rozbieżności. W laserze łatwo jest otrzymać promieniowanie o bardzo małej szerokości linii emisyjnej, co jest równoważne bardzo dużej mocy w wybranym, wąskim obszarze widma. W laserach impulsowych można uzyskać bardzo dużą moc w impulsie i bardzo krótki czas trwania impulsu (zob. laser femtosekundowy).

    Reklama

    tt