Дисперсия в волоконных световодах - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника контрольная работа

Распространение импульса электромагнитной энергии по световоду. Межмодовая дисперсия в многомодовых световодах. Определение внутримодовой дисперсии. Материальная и волноводная дисперсия в одномодовом волоконном световоде. Длина волны нулевой дисперсии.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

дисперсия волоконный световод волна
Волноводная () характеризуется зависимостью групповой скорости моды от длины волны, а материальная () - зависимостью коэффициента преломления материала световода от длины волны.
Результирующая дисперсия может быть рассчитана по формуле:
Различные виды дисперсии проявляются по-разному в различных типах волоконных световодов. В ступенчатых многомодовых оптических волокнах доминирует межмодовая дисперсия, которая рассчитывается по формуле:
В реальных ступенчатых волоконных световодах расширение импульса составляет =20 нс/км. В градиентных волоконных световодах модовая дисперсия практически отсутствует. Это объясняется параболическим профилем показателя преломления сердечника стекловолокна (рис.2).
Аксиальный луч (1) проходит меньший путь, но в среде с большим показателем преломления.
Периферийный луч (2) проходит больший путь, но в среде с меньшим показателем преломления.
В результате время пробега лучей выравнивается и расширение импульса за счет модовой дисперсии практически отсутствует, т.к. составляет =50 пс/км, что в 400 раз меньше, чем в аналогичных по размерам ступенчатых многомодовых световодах.
Тем не менее расчет межмодовой дисперсии d в градиентных световодах производится по формуле:
В одномодовых световодах модовая дисперсия отсутствует и расширение импульса определяется внутримодовой дисперсией, т.е. уширение импульса в пределах каждой моды, которая вызвана материальной и волноводной дисперсиями,.
Для определения внутримодовой дисперсии необходимо воспользоваться понятиями фазовой и групповой скоростями распространения электромагнитных волн.
В соответствии с основными положениями электродинамики в однородных средах плоская электромагнитная волна распространяется с фазовой скоростью
Для недисперсионной среды фазовая скорость не зависит от частоты, и тогда групповая скорость равна фазовой скорости.
Подставим в выражение для групповой скорости , продифференцируем и получим .
Однако, в дисперсионных средах, где фазовая скорость электромагнитной волны является функцией частоты, ф и гр имеют разные значения.
Для дисперсионной среды, где показатель преломления зависит от частоты, вводится групповой показатель преломления
выражение для группового показателя преломления можно записать в виде
Тогда можно определить время распространения импульса электромагнитной энергии через дисперсионную среду длиной :
Если среда обладает дисперсией и ширина спектра излучения составляет , то световые импульсы при распространении расширяются:
Ширину спектра излучения обычно определяют по уровню половинной мощности. Удобно ввести относительную величину спектра излучения
Тогда после распространения импульса в дисперсионной среде на расстояние ширина его на уровне половинной мощности определится следующим соотношением:
Для оценки уширения импульса вводится понятия среднеквадратического отклонения, которое принимается на уровне 0,6 от максимальной мощности импульса гауссовой формы (рис3).
Тогда уширение импульса за счет волоконного световода определится:
Среднеквадратическое уширение импульса, обусловленное внутримодовой дисперсией рассчитывается по формуле:
где - километрическое среднеквадратическое отклонение длины волны основной моды;
М - коэффициент удельной материальной дисперсии;
N 2 - групповой показатель преломления в материале оболочки;
Первый член приведенного выражения определяется дисперсией материала, второй - волноводной дисперсией.
Для определения материальной дисперсии воспользуемся трехчленной дисперсионной формулой Селмейера, которая характеризует спектральную зависимость показателя преломления стекол в диапазоне 0,6 - 2 мкм
где коэффициенты А i и l i (i=1,2,3) определяются экспериментально.
Возьмем производную от приведенного выражения по .
Тогда коэффициент удельной материальной дисперсии определится
Таким образом, материальная дисперсия представляет собой расширение импульса при прохождении электромагнитной волны в большом объеме стекла.
Определяется зависимостью показателя преломления от длины волны и это означает, что различные длины волн распространяются с различной скоростью. Волноводная дисперсия представляет собой расширение импульса, которое происходит вследствие того, что электромагнитная волна, заключенная в некоторую среду, зависит от ее волноводной структуры. Действительно, с увеличением длины волны возрастает диаметр поля моды, а так как в одномодовых световодах волна распространяется не только в сердечнике, но и частично в оболочке, все большая часть мощности импульса сосредотачивается в оболочке, показатель преломления которой относительно мал.
Скорость распространения такой волны меняется, что и приводит к расширению импульса.
Рассмотрим действие материальной и волноводной дисперсий в одномодовой волоконном световоде (рис.4).
С увеличением длины волны удельная материальная дисперсия уменьшается и на длине волны 1,3 мкм принимает отрицательные значения. Длина волны, при которой дисперсия равна нулю, называется длиной волны нулевой дисперсии ().
Волноводная дисперсия несмещенных волокон представляет собой относительно небольшую величину и находится в области положительных чисел.
Создавая стекловолокна со смещенной дисперсией, основу которой составляет ее возросшая волноводная компонента, появляется возможность скомпенсировать материальную дисперсию и сдвинуть нулевую дисперсию в длинноволновую область, т.е. к третьему окну прозрачности (=1,55 мкм). Данный сдвиг осуществляется уменьшением диаметра сердечника, увеличением и использованием треугольной формы профиля показателя преломления сердечника.
Нормирование хроматической дисперсии. Снятие рефлектограмм на разных длинах волн. Построение зависимости задержки от длины волны. Измерение хроматической дисперсии при помощи рефлектометра. Ограничение длины участков регенерации на высокоскоростных ВОЛС. презентация [1,4 M], добавлен 18.11.2013
Изучение дисперсии - рассеяния во времени спектральных или модовых составляющих оптического сигнала. Определение длины и типа основного и компенсирующего дисперсию кабеля или оптических волокон. Вычисление остаточной дисперсии после компенсации. курсовая работа [506,5 K], добавлен 03.06.2015
Падение плоской волны на границу раздела двух сред, соотношение волновых сопротивлений и компонентов поля. Распространение поляризованных волн в металлическом световоде, расчет глубины их проникновения. Определение поля внутри диэлектрического световода. курсовая работа [633,8 K], добавлен 07.06.2011
Расчет длины регенерационного участка волоконно-оптической системы (ВОЛС) передачи информации по заданным параметрам энергетического потенциала системы и дисперсии в волоконных световодах. Оценка быстродействия ВОЛС. Определение ширины полосы пропускания. контрольная работа [340,4 K], добавлен 29.05.2014
Разработка технического задания проекта измерителя дисперсии случайного процесса, используемого в качестве вольтметра с двойным интегрированием. Описание принципа действия прототипа устройства, анализ его характеристик и параметров, структурная схема. курсовая работа [148,8 K], добавлен 21.03.2012
Лампа бегущей волны - электровакуумный прибор на длительной бегущей электромагнитной волне. Расчет геометрии замедляющей системы. Дисперсия как зависимость фазовой скорости волны от её частоты. Расчет геометрии и рабочих параметров вывода и ввода энергии. контрольная работа [545,3 K], добавлен 14.11.2010
Принципы передачи сигналов по оптическому волокну и основные параметры оптических волокон. Дисперсия сигналов в оптических волокнах. Поляризационная модовая дисперсия. Методы мультиплексирования. Современные оптические волокна для широкополосной передачи. курсовая работа [377,6 K], добавлен 12.07.2012
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Дисперсия в волоконных световодах контрольная работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Реферат: Clone Or Not To Clone Essay Research
Реферат: Health Fitness Essay Research Paper Melissa J
Курсовая работа: Роль персонала в обеспечении безопасности функционирования технологических систем. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная работа: Проблемы квалификации преступления, предусмотренного ст. 158
Курсовая работа по теме Производительность труда на предприятии
Chicano/Hispanic/Latino Poetry
Реферат: Образ Англии в творчестве Е. Замятина
Курсовая Работа На Тему Уменьшение Оценки Взаимной Спектральной Плотности Стационарного Случайного Процесса
Контрольная работа по теме Зеленые насаждения города
Эссе Про Перевод
Дипломная работа по теме Возможности организованного общения при обучении групповому взаимодействию старших подростков в учреждениях дополнительного образования
Метод Рекомендации По Реферату
Уроки Войны Сочинение
Контрольная работа по теме Племенная работа в свиноводстве
Виды Укладок На Операционном Столе Реферат
Доклад по теме Шаманство
Контрольная работа: Основные концепции самоорганизации: И. Пригожин и Г. Хакен. Скачать бесплатно и без регистрации
Написать Сочинение На Тему Будь Человеком
Реферат: Program Music Essay Research Paper New Step
Функции Прокуратуры Курсовая
Определение наиболее актуальных направлений совершенствования российского законодательства об охране авторских и смежных прав в области коллективного управления в цифровой среде - Государство и право диссертация
Декабристы в Сибири - История и исторические личности презентация
Исковая давность - Государство и право дипломная работа