Современные оптические волокна.
Совместно с оптическими квантовыми генераторами света (лазерами) и фотодетекторами, оптическое волокно является основой волоконно-оптических систем передачи. В текущее время делается и употребляется два типа оптических волокон: многомодовые и одномодовые, любой из которых в свою очередь разделяется на подтипы либо варианты. Практически все оптические волокна изготовляются из незапятнанного кварца с некими маленькими примесями остальных частей. В маленьких пока количествах выполняются также полимерные оптические волокна. До того как проводить анализ характеристик и черт оптических волокон, представляется целесообразным рассмотрение механизма работы ОВ.
Физические механизмы работы оптического волокна.
Все три составляющие волоконно-оптических систем передачи инфы: оптические квантовые генераторы(лазеры), испускающие кванты света — фотоны, фотодетекторы, превращающие фотоны в электроны, и среда, в какой распространяются фотоны, — оптическое волокно, являются квантовыми системами.
Состояние квантовых систем в энергетическом отношении характеризуется энергетическими уровнями и описывается выражением [79].
где U( 12) и U( 21) — плотность энергии излучения на частоте в единичном интервале частот, В12 — возможность квантового перехода из состояния 1 в состояние 2 (1 2), N1 — количество частиц на уровне 1.
Уровень 1 — это основной, невозбужденный энергетический уровень квантовой системы. Левая часть выражения (1) охарактеризовывает поглощение квантов энергии и переход частиц на верхний энергетический уровень 2. А21 — коэффициент либо возможность спонтанного излучения, т. е. случайного перехода частиц из уровня 2 на уровень 1 (2 1), В21 — коэффициент стимулированного либо принужденного излучения квантов света (2 1), N2 — количество (населенность) частиц на уровне 2. Анализ выражения (1) указывает, что квантовая система может иметь три состояния. Состояние (а), при котором количество частиц на нижнем невозбужденном состоянии N, больше, чем на верхнем уровне — N2 (т. е. N1 > N2). Для таковой ситуации U( 21)B21N2 = 0. Система находится в устойчивом состоянии и является всасывающей (она может лишь всасывать фотоны, при этом, более активно те из их, частота которых совпадает с 12). 2-ое состояние — это то, при котором N2 N1. В данном случае количество частиц на верхнем (2) и нижнем (1) уровнях примерно идиентично. При всем этом также U( 2l)B21N2 = 0, а вероятности переходов с верхнего на нижний уровень и напротив примерно равны. Система с таковым энергетическим состоянием яв-ляется нейтральной по отношению к падающей на нее энергии (естественно, до некого предела), т. е. прозрачной. При 3-ем состоянии системы N2 > N1 она описывается полным выражением (1). Таковая квантовая система становится излучающей, и, если ее не поддерживать при помощи наружного вынуждающего излучения, она будет неуравновешенной.
Настоящие вещества почаще всего характеризуются 1-м энергетическим состоянием. Выше отмечалось, что поглощаются те фотоны, частота которых 12 совпадает с частотой перехода с уровня 1 на уровень 2. Так как энергия фотона, то это значит, что для перевода электрона с невозбужденного уровня 1 на возбужденный уровень 2 энергия фотона обязана быть равной разности энергий меж упомянутыми энергетическими состояниями. При всем этом происходит поглощение фотона. Этот вид поглощения происходит на уровне электрических переходов в атоме. Есть и остальные предпосылки (и виды) поглощений.
Разглядим предпосылки утрат энергии оптического сигнала при его распространении в оптическом волокне. Понятно [80], что мощность оптического излучения, е. в нашем случае оптического сигнала) равна:
Почему исчезают фотоны в процессе распространения в оптическом волокне станет понятным, если разглядеть строение и характеристики твердого тела, каковым является кварц — основной материал для производства оптических волокон для связи. Беременность 30 недель. Беременность большая прибавка веса. Беременность.
Физические механизмы работы оптического волокна.
Все три составляющие волоконно-оптических систем передачи инфы: оптические квантовые генераторы(лазеры), испускающие кванты света — фотоны, фотодетекторы, превращающие фотоны в электроны, и среда, в какой распространяются фотоны, — оптическое волокно, являются квантовыми системами.
Состояние квантовых систем в энергетическом отношении характеризуется энергетическими уровнями и описывается выражением [79].
где U( 12) и U( 21) — плотность энергии излучения на частоте в единичном интервале частот, В12 — возможность квантового перехода из состояния 1 в состояние 2 (1 2), N1 — количество частиц на уровне 1.
Уровень 1 — это основной, невозбужденный энергетический уровень квантовой системы. Левая часть выражения (1) охарактеризовывает поглощение квантов энергии и переход частиц на верхний энергетический уровень 2. А21 — коэффициент либо возможность спонтанного излучения, т. е. случайного перехода частиц из уровня 2 на уровень 1 (2 1), В21 — коэффициент стимулированного либо принужденного излучения квантов света (2 1), N2 — количество (населенность) частиц на уровне 2. Анализ выражения (1) указывает, что квантовая система может иметь три состояния. Состояние (а), при котором количество частиц на нижнем невозбужденном состоянии N, больше, чем на верхнем уровне — N2 (т. е. N1 > N2). Для таковой ситуации U( 21)B21N2 = 0. Система находится в устойчивом состоянии и является всасывающей (она может лишь всасывать фотоны, при этом, более активно те из их, частота которых совпадает с 12). 2-ое состояние — это то, при котором N2 N1. В данном случае количество частиц на верхнем (2) и нижнем (1) уровнях примерно идиентично. При всем этом также U( 2l)B21N2 = 0, а вероятности переходов с верхнего на нижний уровень и напротив примерно равны. Система с таковым энергетическим состоянием яв-ляется нейтральной по отношению к падающей на нее энергии (естественно, до некого предела), т. е. прозрачной. При 3-ем состоянии системы N2 > N1 она описывается полным выражением (1). Таковая квантовая система становится излучающей, и, если ее не поддерживать при помощи наружного вынуждающего излучения, она будет неуравновешенной.
Настоящие вещества почаще всего характеризуются 1-м энергетическим состоянием. Выше отмечалось, что поглощаются те фотоны, частота которых 12 совпадает с частотой перехода с уровня 1 на уровень 2. Так как энергия фотона, то это значит, что для перевода электрона с невозбужденного уровня 1 на возбужденный уровень 2 энергия фотона обязана быть равной разности энергий меж упомянутыми энергетическими состояниями. При всем этом происходит поглощение фотона. Этот вид поглощения происходит на уровне электрических переходов в атоме. Есть и остальные предпосылки (и виды) поглощений.
Разглядим предпосылки утрат энергии оптического сигнала при его распространении в оптическом волокне. Понятно [80], что мощность оптического излучения, е. в нашем случае оптического сигнала) равна:
Почему исчезают фотоны в процессе распространения в оптическом волокне станет понятным, если разглядеть строение и характеристики твердого тела, каковым является кварц — основной материал для производства оптических волокон для связи. Беременность 30 недель. Беременность большая прибавка веса. Беременность.
<< В начало < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Следующая > В конец >>