Использование лазеров в информационных технологиях — страница 8

  • Просмотров 6215
  • Скачиваний 231
  • Размер файла 452
    Кб

излучения. В качестве линз применяются стеклянные или даже газовые линзы. Преимущество: малые потери на поглощение и рассеяние. Недостаток: необходима весьма точная юстировка многих оптических элементов, что трудно достигнуть при колебаниях температуры и вибрациях для больших промежутков времени; кроме того, прокладка линзовых световодов с большими длинами требует больших затрат. Оптические волноводы. Оптический волновод -

это стекловолокно, состоящее из сердцевины и оболочки, причем сердцевина имеет более высокий показатель преломления (nK) по сравнению с показателем преломления оболочки (nM). Вследствие полного внутреннего отражения свет распространяется в пределах сердцевины волокна, при этом необходимо использовать стекла с малым затуханием и дисперсией. В зависимости от структуры световода рассматривают различные механизмы

распространения (рис.10). 1. Многомодовые световоды со ступенчатым профилем показателя преломления. Полное внутреннее отражение имеет место, если излучение падает на границу под углом меньшим, чем 2amax (угол ввода световых лучей в волновод). 2. Одномодовые световоды со ступенчатым профилем показателя преломления. Диаметр сердцевины 5-10 мкм обусловливает распространение только одной моды, при этом теоретически ширина полосы

передачи В>100 ГГц. Изготовление крайне малого диаметра сердцевины требует очень большой точности, при этом возникает проблема ввода излучения в оптическое волокно. 3. Многомодовые световоды с градиентным профилем показателя преломления. Показатель преломления в области сердцевины непрерывно уменьшается от середины к краю. Излучение за счет преломления волнообразно распространяется около оси оптического волокна.

Поскольку все лучи имеют примерно одинаковые времена распространения, то градиентные волокна имеют очень большую ширину пропускания. Существенными требованиями к оптическому световоду являются необходимость слабого затухания и большой ширины полосы пропускания. Затухание в оптических волокнах обусловлено поглощением и рассеянием, в частности, на примесях. Дополнительные потери возникают из-за неоднородностей в

поперечном сечении волокна и из-за его кривизны. Само затухание зависит от применяемого стекла для сердцевины и оболочки, от различных примесей, а также от длины волны (рис. 11). Рис. 10. Некоторые типы световодов: а - ступенчатый профиль показателя преломления; б - градиентный профиль показателя преломления; в - одномодовый световод. Световые лучи, распространяющиеся под различными углами к оси стекловолокна (моды), проходят