Классический оптический циркулятор. Доклад. Физика.

💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.


Помощь в написании работы, которую точно примут!

Похожие работы на - Классический оптический циркулятор
Нужна качественная работа без плагиата?

Не нашел материал для своей работы?


Поможем написать качественную работу Без плагиата!

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ.


ФАКУЛЬТЕТ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ


КАФЕДРА ФИЗИКИ И ТЕХНИКИ ОПТИЧЕСКОЙ
СВЯЗИ


















В истории полно примеров когда технические новинки не находят своего
широкого распространения в эпоху их появления. И только спустя пару десятков
лет появляется задача, которую они могут успешно решить. Одним из примеров
является оптический циркулятор, ОЦ (optical circulator), запатентованный еще в
1993 году (если быть внимательным, в тексте под ссылкой указана еще одна
публикация, датированная 1981 годом).


Назначение показанной конструкции более чем утилитарно. Это трехполюсник,
пропускающий излучение из порта "1" в "2", а обратно, из
"2" в "3". Причем с небольшими вносимыми потерями (около 1
дБ) и хорошей изоляцией (не менее 40 дБ). Физика действия куда сложнее, для
строгого описания работы устройства потребуется квантовая механика (к которой,
разумеется, никто не собирается прибегать в рамках данной статьи).




Действие
циркулятора основано в основном на эффекте Фарадея, а именно, повороте
плоскости поляризации света под действием магнитного поля. Не слишком новое
изобретение, еще в 1845 году оно было первым эксперементальным доказательством
связи между электромагнетизмом и светом. Сейчас на практике применяются
Фарадеевские вращатели (Faraday rotator), которые обеспечивают поворот
плоскости поляризации на 45 градусов. Изготовлены они из магнитоупорядоченных
кристаллов, в частности, в ферритов-гранатов. Эти материалы активно изучаются с
момента открытия в 1956 году, и весьма широко распространены в технике




"Классический"
оптический циркулятор


циркулятор поляризация свет магнитный


Но
вывести излучение в отдельный порт несколько сложнее. Поэтому для изготовления
циркулятора дополнительно понадобится специальный поляризатор с
пространственным смещением света(SWP- special walk-off polarizer) и полуволновая пластина(half-wave plate).
Пространственное смещение в данном случае необходимо для того, чтобы излучение
с разной поляризацией отклонялось в кристалле-поляризаторе под разным углом, и
соответственно, им можно было "управлять". Роль полуволновой пластины
куда более утилитарна, она работает, образно говоря, как усилитель,
"доворачивая" плоскость поляризации в удобное состояние.


Удобно
рассмотреть принцип действия на следующей иллюстрации:




 
На
рисунке видно, что поляризатор делит пучок света на два луча - с горизонтальной
и вертикальной поляризациями (SOP - state of polarization, состояние
поляризации). Далее легко проследить на иллюстрации за "судьбой"
излучение на каждом этапе пути "туда и обратно". Осной момент -
Фарадеевский вращатель поворачивает плоскость поляризации на угол +45 градусов
вне зависимости от направления распространения света, полуволновая пластина
поворачивает плоскость поляризации на угол +45 или -45 градусов в зависомости
от направления распространения света.


В
общем, все практически как в рассмотренном выше примере с оптическим
изолятором.


Из принципа работы ОЦ следует, что вносимые в прямой канал потери,
заданные выражением А12 = -10 lg P2/P1 (где P1 - мощность на входе 1, Р2 -
мощность на выходе 2), определяются суммарным значением потерь коллимирующей
системы (включая аберрационные потери линз), потерь в оптических
элементах(поглощение, рассеяние и френелевское отражение), отклонением угла
фарадеевского вращения от 45° и потерь, связанных с неточностью установки
элементов. В зависимости от качества элементов и точности юстировки величина
вносимых потерь в прямом канале может составлять А12 ~ 0,8...1,6 дБ. Потери в
отраженном канале А23 = -10 lg P3/P2 практически лежат в том же интервале,
поскольку поворотная призма 4 и дополнительный рутиловый элемент 9 обладают
малыми потерями.


Величина изоляции порта 1 от порта 2, т. е. потери А21 = -10 lg P1/P2 так
же как и в случае оптического изолятора, определяются степенью разведения
поляризованных лучей в двулучепреломляющих элементах, угловой ошибкой при
взаимной ориентации этих элементов, отражением и рассеянием излучения в
фарадеевском вращателе, а также ошибками при юстировке элементов.
Экспериментально установлено, что рассеяние на различных дефектах в кристаллах
рутила и граната ограничивает максимальную величину изоляции на уровне 40...45
дБ.


Как уже отмечалось, в рассматриваемой структуре отсутствует
непосредственная связь между портами 1 и 3. Поэтому величина перекрестной
помехи на ближнем конце А13 = -10 lg P3/P1 определяется только френелевскими
отражениями от торцов первого рутилового элемента и фарадеевского вращателя и
может быть снижена до уровня менее - 50 дБ.


Обратные отражения А11, А22, А33 также определяются величиной
коэффициента отражения от горцев волокон и от граней элементов. Наклон торцов
волокон примерно на 7 градусов и граней элементов примерно на 1 градус приводит
к снижению обратных отражений до уровня 55...-60 дБ.


На основе предложенных структур изготавливаются и предлагаются
потребителям одномодовые поляризационно-независимые ОЦ длядиапазонов длин волн
1,3 и 1,55 мкм.









1.     US
Patent 5212586 May 18, 1993 Optical circulator having simplified construction


.       Fiber-Optic
Gyroscope - Lefevre H C






  Доклад. Физика.
Гибкость Методы И Средства Развития Реферат
Написать Эссе Каким Должен Быть Лидер
Критерии Оценивания Огэ 2022 Русский Изложение Сочинение
Электронные Библиотеки России Реферат
Лабораторная Работа На Тему Сплавы На Основе Меди
Доклад по теме Массовая культура и ее социальные функции
Контрольная работа по теме Математическое программирование
Доклад по теме Рождение и смерть водопадов
ПСИХИЧЕСКИЕ СОСТОЯНИЯ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТРУДОВУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Написать Творческую Работу Сочинение Подростки 7 Класс
Контрольная работа по теме Творческая мысль Гете
яйцо куриное
Дипломная работа: Управление рисками инвестиционных проектов в пищевой промышленности
Древнегреческая Риторика Учитель И Ученик Реферат
Доклад по теме Азия
Реферат по теме Сутність технологій в соціальній роботі
Правила деловой переписки
Реферат: Мониторинг загрязнения водной среды реки Херота с помощью методов биоиндикации
Почему Нужно Уметь Прощать Сочинение
Гигиена Реферат По Физкультуре
Контрольная работа: Система стимулирования для менеджеров высшего звена
Похожие работы на - Аналіз діяльності торгівельного підприємства
Похожие работы на - Золь-гель процесс - способ получения наноматериалов