Принципи роботи волоконно-оптичних систем передачі
1. ХВИЛЕВОДНИХ поширення
.1 Оптичні явища на межі розділу двох середовищ
волоконний оптичний зв'язок хвилевід
В основі волноводного поширення світла лежить ефект повного внутрішнього відображення. Цей ефект спостерігається тоді, коли світло проходить із більш щільною оптичного середовища в менш щільну. Закон Снеллиуса дає кут повного внутрішнього відображення. p align="justify"> Коефіцієнт заломлення
Т = I1/I2,
де I1 і I2 - інтенсивності переломленого і падаючого світла відповідно. Коефіцієнт відображення
R = I1/I2,
де I1 і I2 - інтенсивності відбитого і падаючого світла відповідно. R + T = 1 при відсутності втрат. p> Поляризацією світла називають напрям коливання вектора Е. - вектор Е перпендикулярний площині проходження променя. - Вектор Е паралельний площині проходження променя. p> Е-перпендикулярна хвиля
Е-паралельна хвиля
Проходження світла з менш щільного середовища в більш щільну.
Е-перпендикулярна хвиля
Е-паралельна хвиля
Проходження світла з більш щільного середовища в менш щільну. На цьому графіку показаний кут повного внутрішнього відображення. p align="justify"> Так само на обох графіках показаний кут Брюстера, при якому коефіцієнт відбиття Е-паралельної хвилі дорівнює нулю.
При нормальному падінні світла
==.
1.2 Повне внутрішнє віддзеркалення
В умовах повного внутрішнього відбиття на границі двох середовищ світлова хвиля не відбивається в одній точці. Хвиля виступає за межу розділу середовищ на відстань? Х (явище зсуву Гуса-Генхе). Відстань? Х визначається як відстань від поверхні розділу середовищ, на якому вектор хвилі Е згасає в е раз. p> Е = Е0, де? - Коефіцієнт загасання
? =
Відбита хвиля відчуває фазовий зсув.
1.3 Оптичні хвилеводи
Можливість поширення світла у волокні обумовлена ​​ефектом повного внутрішнього відображення, щоб забезпечити повне внутрішнє віддзеркалення, необхідно добитися того, щоб n світловода був більше n підкладки.
Для хвилеводів з товщиною h більше ? застосовні закони геометричної оптики. Для хвилеводів з товщиною h? ? застосовні закони хвильової оптики.
Характеристичне рівняння хвильового поширення у хвилеводі має вигляд
? ? (n ') = ? h - ? 13 - ? 12 = 2 ? m (m = 1,2,3 ....)
Це рівняння вирішується графічними або числовими методами.
Рішення характеристичного рівняння - дискретні значення кутів. Фізичний зміст дискретних рішень - дискретні кути, при яких можливе поширення хвилі. p align="justify"> постійна поширення.
N (m ) =? ( m)? до - хвилеводний показник заломлення
V (m) = N (m)? с - швидкість хвилі в хвилеводі
m01234 ... ? (m) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ... ? (m) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ... N (m) N ? N ?
