Volokonno_optuchn_l1njj
3.1. Елементи введення-виведення (інтегрально-оптичні елементи зв’язку)
Природно, що для того, щоб хвиля розповсюджувалася вздовж хвилеводу, необхідно якось генерувати електромагнітне випромінювання в його середині або так чи інакше ввести випромінювання у хвилевід. Пристрої, які здійснюють таку операцію отримали назву інтегрально-оптичних елементів зв’язку, або елементів введення-виведення. Найпростішій спосіб ввести хвилю у хвилевід - це створити відповідне опромінення торця хвилеводу. Але такий, здавалася б, простий спосіб не знайшов широкого впровадження, оскільки має суттєві недоліки:
Необхідне складне просторове, кутове узгодження геометричних параметрів, кутів спрямування опромінюючого пучка з параметрами хвилеводу.
Мала ефективність введення випромінювання у хвилевід, і як наслідок, значні енергетичні втрати.
Велика критичність подібних систем до будь-яких змін умов освітлення торця хвилеводу.
Винятком є випадок, коли джерело випромінювання (напівпровідниковий лазер) формується безпосередньо у хвилеводі або безпосередньо приєднується до торця хвилеводу та утворює з ним нероз’ємне з’єднання.
У курсі будемо розглядати лише два типи найбільш ефективних та найбільш розповсюджених елементів введення-виведення:
- призмовий елемент введення-виведення;
- решітчастий елемент введення-виведення.
Содержание
- Мохунь і.І.
- Інтегральна оптика в інформаційній техніці
- 1. Оптичний сигнал і його розповсюдження
- 1.2. Зміна фази хвилі при її розповсюдженні
- 1.2.1.Фазова затримка
- 1.2.2. Фазова затримка, що вноситься тонким оптичним елементом
- 1.2.3. Фазова затримка, що вноситься тонкою збираючою лінзою
- 1.3. Математичні основи аналогових оптичних процесорів
- 1.3.1. Перетворення Фур’є
- 1.3.3.1. Геометричне тлумачення згортки і кореляції
- 1.3.3.2. Фур’є-образ згортки і кореляції
- 1.4. Розповсюдження оптичної хвилі
- 1.4.1. Розповсюдження оптичної хвилі у вільному просторі
- 1.4.2. Реалізація фур’є-перетворення в оптиці і в інтегральній оптиці зокрема
- 2. Теорія оптичного хвилеводу
- 2.2. Оптико-геометричний підхід до фізики плоского хвилеводу
- 2.2.1. Дисперсійне рівняння хвилеводу
- 2.2.3. Ефективна товщина хвилеводу
- 2.2.4. Довжина оптичного “зигзагу”
- 2.2.5. Кількість мод, які можуть розповсюджуватися у хвилеводі
- 2.2.6. Різниця між коефіцієнтами заломлення хвилеводу та оточуючих шарів.
- 2.3. Реальний хвилевід
- 2.4. Дисперсія у хвилевідній системі
- 2.4.1. Хроматична дисперсія
- 2.4.2. Модова дисперсія
- 2.5. Розповсюдження хвиль у градієнтному хвилеводі
- 3. Базові елементи інтегральної оптики. Пасивні елементи
- 3.1. Елементи введення-виведення (інтегрально-оптичні елементи зв’язку)
- 3.1.1. Призмовий елемент введення-виведення
- 3.1.2. Решітчастий елемент введення-виведення
- 3.2. Планарні оптичні елементи
- 3.2.1. Лінзи Люнеберга
- 3.2.2. Геодезична лінза
- 3.2.3. Дифракційні лінзи
- 4. Активні елементи інтегральної оптики
- 4.1. Електрооптичні пристрої
- 4.1.1. Модулятори-перемикачі на основі ефекту тунельної перекачуванни світла, або модулятори-перемикачі на зв’язаних хвилеводах
- 4.1.2. Модулятори-перемикачі інтерференційного типу
- 4.1.3. Електрооптичні модулятори на основі ефекту Брега
- 4.1.4. Електроабсорбційні модулятори
- 4.2. Акустооптичні модулятори
- 4.3. Магнітно-оптичні модулятори
- 4.4. Генерація світла в системах інтегральної оптики
- 5. Інтегральна оптика в приладах і пристроях
- 5.1. Датчики фізичних величин та пристрої на основі решітчастих елементів введення-виведення
- 5.1.1. Кутовимірювальні датчики
- 5.1.2. Хвилевідні фільтри на основі явищ аномального відбивання пропускання
- 5.2. Інтегрально-оптичні пристрої обробки інформаційних сигналів. Принципи оптичної хвилевідної обробки сигналів. Методи побудови оіс для інформаційної техніки
- 5.2.1. Типи та основні класи оіс для обробки інформації
- 5.2.2. Оіс для обробки сигналів
- 5.2.2.1. Інтегрально-оптичні спектроаналізатори високочастотних сигналів
- 5.2.2.2. Інтегрально-оптичні корелят ори
- 5.3. Аналого-цифрові перетворювачі. Чотири розрядний ацп
- 5.4. ОІс для обчислювальної техніки
- 5.4.2. Приклади побудови логічних елементів
- 6. Нейронні і нейроподібні мережі та їх оптична реалізація.
- 6.1. Структура нейронних мереж.
- 6.2.Алгоритм роботи нейронної мережі. Алгоритм Хопфілда
- 6.3. Перспективи розвитку оптичних нейронних мереж.
- 6.4. Реалізація оптичних нейронних мереж
- 6.4.1 Оптична нейронна мережа з процесорним ядром у вигляді безопорнрої голограми.
- 6.4.2. Оптична нейронна мережа з процесорним ядром у вигляді узгодженого фільтра.
- 6.4.3. Недоліки і переваги обох систем.
- 7. Оптичний зв’язок відкритими каналами
- 7.1. Розповсюдження світла через атмосферу
- 7.1.1. Молекулярне поглинання
- 7.1.2. Поглинання та розсіювання рідкими або твердими частинками
- 7.1.3. Атмосферна турбулентність
- 7.2. Макрохвилеводи
- Волоконно-оптичні лінії зв’язку. Пасивні та активні елементи восп
- 1. Фізичні характеристики оптичного волокна
- 1.1. Основні елементи оптичного волокна
- 1.2. Типи і характеристики оптичного волокна
- 1.2.1. Профілі показника заломлення
- 1.3. Властивості оптичних волокон як передаючого середовища
- 1.3.1. Поглинання в оптичних волокнах
- 1.3.2. Дисперсія
- 1.4. Геометричні параметри волокна
- 1.4.1. Відносна різниця показників заломлення ядра та оболонки
- 1.4.2. Числова апертура волокна
- 1.4.3. Нормована частота
- 1.4.4. Хвиля відсічки
- 1.4.5. Наближена оцінка міжмодової дисперсії багатомодового волокна
- 1.5. Характеристики оптичних волокон згідно з рекомендаціями itu-t
- 1.6. Нелінійні оптичні явища в одномодових волокнах
- 1.6.1. Фазова самомодуляція (фсм) та перехресна фазова модуляція (фкм)
- 1.6.2. Вимушене комбінаційне (Раманське) розсіяння вкр (srs) і розсіяння Мандельштама-Бриллюена врмб (sbs)
- 1.7. Одномодові волокна нових типів виробництва компаній lucent technologies cornigs.
- 2. Оптичні кабелі
- 2.1. Особливості конструкції оптичних кабелів
- 2.2. Монтаж оптичних кабелів
- 2.2.1. Аналіз втрат, які виникають у процесі монтажу оптичних кабелів зв’язку
- 2.2.2. Методи з’єднання оптичних волокон
- 2.2.3. Зварні з’єднання
- 2.2.4. Клейові з’єднання
- 2.2.4. Механічні з’єднувачі
- 2.2.5. Рознімні з’єднання
- 3. Пасивні оптичні елементи волз
- 3.1. Волоконно-оптичні відгалужувачі і розгалужувачі
- 3.1.1. Зварні відгалужувачі
- 3.1.2. Відгалужувачі із градієнтною циліндричною лінзою
- 3.1.3. Спектрально-селективні розгалужувачі (мультиплексори/демультиплексори)
- 3.2. Волоконно-оптичні перемикачі
- 3.2.1. Електромеханічні перемикачі
- 3.2.2. Термооптичні перемикачі
- 3.2.3. Електрооптичні перемикачі
- 3.2.4. Оптичні ізолятори
- 4. Активні елементи волз
- 4.1. Джерела випромінювання
- 4.1.1. Світлодіоди
- 4.1.2. Лазерні діоди (лд)
- 4.1.3. Фабрі-Перо-лазер
- 4.1.4. Лазери з розподіленим оберненим зв’язком (роз-лазери) і розподіленим брегівським відбиванням (рбв-лазери)
- 4.1.5. Лазерні діоди із зовнішнім резонатором
- 4.1.6. Найважливіші характеристики джерел випромінювання для волз
- 5.2. Складові елементи передавального оптоелектронного модуля
- 5. Приймальні оптоелектронні модулі. Ретранслятори, підсилювачі
- 5.1. Приймальні оптоелектронні модулі (пром)
- 5.1.1. Функціональний склад пром
- 5.1.3. Лавинні фотодіоди
- 5.1.4. Технічні характеристики фотоприймачів
- 5.2.5. Таймер
- 6. Повторювачі та оптичні підсилювачі
- 6.1. Типи ретрансляторів
- 6.1.1. Повторювачі
- 6.1.2. Оптичні підсилювачі
- 6.1.3. Підсилювачі Фабрі-Перо
- 6.1.4. Підсилювачі на волокні, які використовують бріллюенівське розсіювання
- 6.1.5. Підсилювачі на волокні, які використовують раманівське розсіювання
- 6.1.6. Напівпровідникові лазерні підсилювачі
- 6.2. Підсилювачі на домішковому волокні. Волоконно-оптичні підсилювачі
- 6.3. Інші характеристики ербієвих волоконних підсилювачів
- 6.4. Схеми накачування ербієвого волокна воп
- Список літератури до частини іі
- Волоконно-оптичні системи передавання
- 1. Сигнали та системи передавання інформації
- 1.1. Системи передавання цифрових сигналів
- 1.1.1. Основні поняття і термінологія
- 1.2. Структура систем зв’язку
- 1.3. Способи передавання сигналів
- 1.3.1. Послідовне і паралельне передавання сигналів
- 1.3.2. Синхронне та асинхронне передавання сигналів
- 1.3.3. Поелементне передавання сигналів
- 1.3.4. Передавання сигналів кодовими комбінаціями
- 1.4. Особливості каналів зв’язку
- 1.4.1. Особливості аналогових каналів зв’язку
- 1.4.2. Особливості цифрових каналів зв’язку
- 1.5. Параметри цифрової системи зв’язку
- 2. Волоконно-оптичні системи зв’язку
- 2.1. Структура волоконно-оптичної лінії зв’язку
- 2.2. Переваги використання оптичних волокон у системах зв’язку
- 3. Проектування (планування) волоконно- оптичної лінії зв’язку
- 3.1. Аналіз смуги пропускання волз
- 3.2. Втрати і обмеження в лініях зв’язку
- 4. Системи передавання інформації
- 4.1. Системи зв’язку плезіохронної цифрової цифрової ієрархії
- 4.1.1. Системи зв’язку для ліній зв’язку первинної цифрової ієрархії е1
- 4.1.2. Системи зв’язку для ліній зв’язку вторинної цифрової ієрархії е2
- 4.1.3. Системи зв’язку для ліній зв’язку третинної цифрової ієрархії е3
- 4.1.4. Системи зв’язку цифрової плезіохронної ієрархії е4
- 4.2. Системи і обладнання синхронної цифрової ієрархії
- 4.2.1. Синхронна цифрова ієрархія та мережі
- 4.2.2. Апаратура сці (sdh)
- 4.2.3. Апаратура sdh компанії Lucent technologies
- 4.2.4. Апаратура сці виробництва фірми siemens
- 5. Методи ущільнення інформаційних потоків
- 5.2. Метод часового ущільнення
- 5.3. Модове ущільнення
- 5.4. Ущільнення за поляризацією
- 5.6. Оптичне часове ущільнення (otdm)
- 5.7. Методи ущільнення каналів за полярністю
- Список літератури до частини ііі:
- 8. Мохунь і.І, Полянський п.В. Інтегральна оптика в інформаційній техніці. Конспект лекцій. – Чернівці, Рута, 2002, – 79 с.
- Задачі та практичні питання до курсів
- І. Інтегральна оптика в інформаційній техніці
- Іі. Волоконно-оптичні системи передавання.
- Додаток 1 Розрахунок регенераційної ділянки волз
- 1.3. Втрати потужності на з’єднаннях:
- 1.2. Втрати потужності на введення-виведення .
- 1.3. Втрати потужності на з’єднаннях:
- 2. Зберігання форми переданого сигналу, можливість відновлення його початкової форми.
- Перевід величини втрат з відсотків до дБ та навпаки