Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Июня 2011 в 00:14, реферат
Волоконная оптика - раздел оптики, рассматривающий распространение электромагнитных волн оптического диапазона по световодам - оптическим волокнам. Конструкция отдельно взятого оптического волокна достаточно проста. Сердечник из оптически более плотного материала окружен оболочкой с меньшим коэффициентом преломления и все это покрыто защитной оболочкой (рис.1). Оптическое волокно - типичный диэлектрический волновод электромагнитных волн.
Проблема срока службы лазеров сегодня еще не решена, но существуют оптимистические прогнозы.
Вероятно,
через несколько лет можно
будет отказаться от привычной в
настоящее время оптической отрицательной
обратной связи. Она применяется для того,
чтобы скомпенсировать возникающее старение,
влияние напряжения и температуры на отдаваемую
лазером и светоизлучающим диодом световую
мощность.
Длина оптической линии
Основная задача - обеспечение того, чтобы посланный сигнал с достаточной для соответствующей цели точно воспроизводился в приемнике, т. е. разработчик будет пытаться по возможности приблизиться к первоначальной (правильной) форме сигнала путем получения среднего значения по возможно большому количеству мгновенных значений сигнала, искаженного помехой. Для этого служат, различного рода электрические фильтры. Конечно, для усреднения амплитуды сигнала можно использовать только такое количество мгновенных значений сигнала, чтобы сами полезные изменения сигнала не были сглажены и не оказались из-за этого потерянными. То, что остается после этой фильтрации, более не уничтожается. С этим разработчик системы должен считаться и, например, выбирать длину передающей линии настолько короткой, чтобы мощность сигнала не оказалась близкой к мощности шумового фона.
Для инженера связи из этой модели формирования среднего значения следует важный вывод: качество передачи сигнала при одинаковом уровне помех тем лучше, чем медленнее изменяется сигнал (так как тем большими могут быть интервалы времени усреднения и тем точнее получаемый результат) и чем меньше необходимая для данной цели ширина полосы частот (пропускная способность).
Из этих рассуждений ясно, что для фотоприемника имеется нижняя граница мощности принимаемого сигнала. На этой границе мощность сигнала в определенное число раз больше суммарной мощности шумов, которые появляются в приемнике. Этот коэффициент обозначается как отношение сигнал/шум и выражается в децибелах. Если необходимо передать двоичные сигналы, то достаточно, например, отношения сигнал/шум (в электрическом сигнале), равного 18 Дб. Это означает, что полезная мощность приблизительно в 63 раза больше, чем наложенная шумовая мощность, что позволяет осуществить достаточно достоверное распознавание одиночного импульса. Если, напротив, необходимо передать непрерывные сигналы, которые реагируют на помехи гораздо чувствительнее, чем двоичные, то отношение сигнал/шум должно быть выше и в зависимости от рода сигнала и требуемого его количества должно достигать 30 - 60 дБ.
По
крайней мере, существуют два других
фактора, которые, как и ослабление,
ограничивают длину усилительного
участка: материальная дисперсия и
модовая дисперсия. С увеличением
длины усилительного участка
они вызывают уширение посланного импульса
и при этом тем большее, чем выше пропускная
способность линии. Так как модовая дисперсия
зависит от конструкции световода (для
световода с градиентным профилем показателя
преломления она гораздо меньше, чем при
ступенчатом показателе), то тип применяемого
световода при заданной пропускной способности
линии, пожалуй, гораздо сильнее ограничивает
дальность действия, чем ослабление. Таким
же образом, ограничивая длину линии световода
с малой модовой дисперсией и малым ослаблением,
можно влиять на ширину спектра источника
света (например, использовав светоизлучающий
диод).
Источники