сягнення 50% модуляції. У цьому випадку середня потужність визначається як половина максимальної потужності (відповідної передачі одиниці). Це значення середньої потужність використовується для класифікації приемопередатчиков FSO за рівнем безпеки.
Расходимость випромінювання
Одним з основних переваг FSO - систем є вузький лазерний пучок, одержаний за допомогою добре спроектованої оптики. Вузький пучок дозволяє здійснювати потайливу й ефективну передачу випромінюваної енергії, при якій значна її частина збирається приймачем. В рамках даної статті ми обмежимося розглядом гауссовского профілю пучків випромінювання, однак, слід враховувати, що реальне випромінювання FSO - систем може відрізнятися від гауссовского. Типове значення расходимости оптичного променя приемопередатчиков FSO без застосування систем наведення відносно велике (2-10 мрад, що еквівалентно діаметру пучка 2 - 10 м на відстані 1 км). В даному випадку будь-яке відхилення опори повинно компенсуватися расходимостью променя і кутом зору приймача. При наявності системи наведення розбіжність променя може бути істотно знижена (зазвичай до 0.05 - 1 мрад, що еквівалентно розміром пучка 5 - 100 см на відстані 1 км) для збільшення доступності зв'язку, у тому числі і за погодними умовами. Слід мати на увазі, що вартість системи наведення може бути велика.
Моделі поширення випромінювання S (гаусові пучки, 1/E, 1/E ^ 2, AND FWHA).
Величина расходимости променя і його профіль в місці прийому - важливий критерій оцінки якості зв'язку особливо в термінах доступності. Зазвичай в FSO використовується гауссова і прямокутна моделі пучка. Гауссовский профіль пучка виходить як власна форма коливань в лазерному резонаторі. Більшість лазерів випромінює гаусові пучки мають просторове якість випромінювання, відповідне точковому джерелу. Наприклад, найбільш вузький пучок випромінюють одномодові лазери; на виході оптичного волокна, погодженого з таким лазером також спостерігається одномодовое випромінювання. Вираз для інтенсивності випромінювання гауссова пучка залежно від радіальної координати r (відстані від центру пучка) на довжині хвилі l і при радіусі перетяжки w e виглядає наступним чином:
Енергія пучка радіуса r0:
У колі на кордоні якого відбувається зниження амплітуди до рівня 0.135 (1/ e 2) від максимального значення міститься буде 86% енергії пучка - радіус даного кола називається радіусом пучка b за рівнем 1/ e ^ 2, який є фундаментальним параметром гауссовского профілю. З іншого боку, пучок може характеризуватися кругом на кордоні якого амплітуда зменшується до 0,368 (1/ e ) свого пікового значення. Третім способом опису може служити ширина пучка за рівнем половинної амплітуди (FWHA), яка для гауссовского пучка становить 0. 589 * b. Різкий профіль гауссовского пучка призводить до погіршення зв'язку при роботі на його кордоні для систем без автонаведенія. Іншим недоліком гауссовского пучка є те, що пікове значення інтенсивності обмежує загальне значення вихідної потужності, тоді як випромінювання прийомопередавача має відповідати стандартам лазерної безпеки (за рівнем 1 або М). Пікове значення потужності не повинно перевищувати поріг на основі довжини хвилі. Однак це ж пікове значення визначає загальну потужність і, відповідно, доступність каналу зв'язку для систем з гауссовими пучками. Таким чином, характеристики гауссовского пучка обмежують рівень переданої потужності. Перевагою гауссовского профілю є передача інформації для системи стеження безпосередньо через приймач комунікаційного каналу, що дозволяє обійтися без спеціального детектора целеуказателя і, отже, без збільшення вартості системи. Це властиво і прямокутному розподілу, яка розглядається нижче, але з меншою чутливістю. Альтернативним гауссовскому є прямокутний профіль пучка, відповідний рівномірному розподілу потужності в площині хвильового фронту. Створення такого пучка зазвичай потребує джерела з кінцевими розмірами, в якості якого може бути використано многомодовое оптичне волокно. Сфокусований передавач в якому вихідна апертура волокна поміщена в фокус вихідної лінзи дає пучок кінцевих розмірів з розподілом інтенсивності близьким до рівномірного, практично у всьому перерізі пучка. Пучок даного профілю найкраще характеризується його FWHA (а не шириною по рівню інтенсивності 1/ e або 1/ e 2) з огляду на різке зміни інтенсивності його межею і збереження максимальної інтенсивності практично в усьому можливому діапазоні кутів в межах його расходимости. Завдяки своїм властивостям пучок з прямокутним розподілом інтенсивності дозволяє передавати максимально можливу енергію з дотриманням вимог безпеки для очей. Для більшості таких пучків FWHA ст...
