December 05 2016 16:33:32
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Амплитудные коэффициенты отражения
Физические основы информации

Амплитудные коэффициенты отражения этих двух волн разной поляризации находятся с помощью граничных условий для электромагнитного поля на поверхности раздела двух сред. В результате расчетов получаются следующие выражения для амплитудных коэффициентов отражения:

img702

Здесь img703 и img704 – проекции волнового вектора падающей и преломленной волны соответственно на ось z, направленную перпендикулярно плоскости раздела двух сред вглубь отражающей среды 2, img705, img706, img707 – проекция волнового вектора падающей волны на ось x, лежащую в плоскости падения и плоскости раздела двух сред одновременно, img708 – угол падения. Среды считаются прозрачными и img709.

Анализ выражений (III.11.12) показывает, что в случае n1 > n2 существует интервал углов падения

img710

где наблюдается полное внутреннее отражение – мощность отраженной волны равна мощности падающей волны, при этом

img711

Электромагнитное поле проникает во вторую среду на глубину порядка

img712

При параллельной поляризации падающей волны величина RII обращается в нуль, когда

img713

Угол падения img714 называется углом Брюстера, а само явление, когда нет отраженной волны и есть только преломленная волна, называется явлением Брюстера. Это явление используется для получения поляризованного света.

Полное внутреннее отражение позволяет пространственно локализовать световую волну и обеспечить передачу сигнала на большие расстояния (волоконная линия связи) или обработку информации, переносимой световой волной (интегральная оптика). Если показатель преломления материала, из которого выполнено оптическое волокно, больше показателя преломления окружающей среды, то световой луч может распространяться по волокну, не выходя за его пределы. Для оптического волокна с диаметром img715 существуют такие технологии изготовления, при которых материал на имеет дефектов ни внутри, ни на поверхности.  Благодаря этому его прочность может в несколько раз превышать прочность стали. Одной из наиболее серьезных проблем в развитии волоконной оптики стало уменьшение потерь света в материале волокна. В настоящее время эта проблема решена и созданы оптические волокна с потерями

img716

где L – длина волокна, Pвх – мощность световой волны на входе волокна, Pвых – мощность световой волны на выходе волокна. Это позволило в 1988г. ввести в эксплуатацию трансатлантическую оптическую линию связи, соединившую по дну Атлантического океана Америку с Европой.

Принципиально важным для внедрения волоконно – оптических линий связи (ВОЛС) стало предложение Као (1966г.) объединить оптическое волокно с полупроводниковым лазером в качестве источника оптического излучения. Сейчас разработаны полупроводниковые лазеры, работающие при комнатной температуре в непрерывном режиме со сроком службы порядка нескольких сотен тысяч часов. Полупроводниковые лазеры на основе двойных гетероструктур по току и напряжению согласуются с интегральными схемами микроэлектроники, обеспечивают получение излучения в диапазоне длин волн 1,3 ÷ 1,55 мкм, где дисперсия и потери оптических волокон наименьшие, а также позволяют получить излучение с полосой длин волн
Δλ img717 0,001 мкм.

Главное достоинство ВОЛС – большая пропускная способность ~1012 ÷ 1013 бит/с, что дает возможность преобразовывать аналоговый световой сигнал в цифровой, представляющий собой временную последовательность очень коротких стандартных световых импульсов. Кодирование информации осуществляется за счет временных промежутков между соседними импульсами. Такая импульсно-кодовая модуляция позволяет надежно без искажения передавать информацию на большое расстояние. На принимающем конце линии осуществляется обратное преобразование в аналоговый сигнал.

Реальная пропускная способность ВОЛС определяется быстродействием лазеров и фотоприемников. Использование современных одномодовых оптических волокон совместно с быстродействующими полупроводниковыми гетеролазерами и фотоприемниками позволило реально получить пропускную способность ≥109 бит/с. Применение мультиплексирования, где световые сигналы вводятся в волокно несколькими полупроводниковыми лазерами, отличающимися друг от друга длиной волны излучения, дает возможность увеличить пропускную способность на два порядка. При этом в одном кабеле может находиться до 103 оптических волокон. В итоге предельная скорость передачи информации по кабелю порядка 1014 бит/с.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.06 секунд 4,195,124 уникальных посетителей