Основные элементы оптических линий связи.

• Ответвители

• Переключатели

• Дефлекторы

• Изоляторы

• Мультиплексоры

Ответвители.

Типы узлов:

• Управляемые ( переключатели)

• Неуправляемые ( ответвители)

Виды ответвителей:

1. х – ответвитель

2. у – ответвитель.

х – ответвители используются для обратной связи.

Характеристики:

1. коэффициент передачи

k=P/P, k=P/P, k=10lg(P/P)

2. коэффициент развязки ( излучение в обратном направлении)

k=P/P, k=10lg (P/P)

3. коэффициент вносимых потерь

k=

k=10 lg

Принцип построения:

В зависимости от LиHизлучение в разные стороны будет различным.

Используется в сетях для разброса информации в двух направлениях.

Переключатели.

В отличии от ответвителей переключатель управляемые.

Виды:

1) механические (используется обычное реле)

Малая скорость передачи информации.

2)Электрооптические переключатели.( см.рис.х – ответвителя)

Отрезок Lделается из электроотражающего материала. На нижнюю часть оболочки напыляют электрод. К нему подводят направленное напряжение.

∆n=f() – на обе обладки подается напряжение. Показатель преломления зависит от напряжения электрического поля.

3) Акустооптический

Свет будет дифрадировать и откланяться на некоторый угол.

Меняя частоту меняем угол φ. Располагая в нужном направлении волокно мы попадаем в соответствующий узел.

Обладает большим быстродействием.

4)Тепловые

Можно подобрать материал соответствующий сердцевине

n=n,n<n,n<n, n,n.Если в области Т будет некая температура, тоnбудет уменьшаться, аn- увеличиваться.n- запирается, тогда излучение бежит поn.

Мультиплексоры.

Принцип работы основан на явление дифракции и интерференции.

λ, λ, λ- несущие частоты (отличные на некоторый диапазон).

Используется дифракционная решетка или интерфериционные фильтры.

Дифракционные решетки бывают фазовыми и амплитудными.

d (sinθ-sinθ) = mλ,

θ- угол падения на решетку

dsinθ = mλ

d- период неоднородности

m- порядок дифракции

m=0, ±1, ±2,…, ±

Если взять гармоническую функцию, то остануться только первые порядки. На решетку направляют различные каналы λ, λ, λ, после прохождения решетки они все пойдут по одному каналу. На выходе опять ставится решетка, которая разделяет и опять на несколько каналов. Существует так называемый демультиплексор.

Фазовая решетка( эталон Майкельсона)

Необходима термостабильность.

Интерференционные фильтры.

Наклон подбирается так ,чтобы луч пройдя через толстую пластинку пойдет в направлении (1).

Оптический путь в среде пленки

- n2dsinβsinα = ∆l

∆l=2d (-nsinβsinα) = (2m+1),

m = 0, 1, 2,…

При создание такого условия отраженного луча не будет.

С другой стороны мы можем усилить этот луч, и волна будет уходить в сторону.

Обычно используется не более 8 каналов.

ДЕФЛЕКТОРЫ И МОДУЛЯТОРЫ.

Дефлекторы – отклонение луча на некоторый угол.

Модулятор – устройство, позволяющее изменить характеристику входящего сигнала по определенному закону с использованием некоторых физических принципов.

Характеристики волны: ω, А, φ, ,.

Модуляторы могут изменять все характеристики волны. Модулятор является основным устройством, которое позволяет передавать информацию. В зависимости от изменения характеристик модуляторы могут быть:

• частотный модулятор

• амплитудный модулятор

• фазовый модулятор

• поляризованный модулятор

Дефлектор – изменение .

Обычно используются кристаллы.

Характеристики материала: ρ,

Основная масса материалов – анизатропна. Изотропный материал – свойство не зависит от направления. Анизотропный – свойство зависит от направления.

Кристаллы бывают также однородными и неоднородными. В неоднородных кристаллах меняется физическое свойство материала. Например, в обычном состоянии стекло изотропный материал.

Скорость в анизотропной среде в различных направлениях различна.

Если есть материал, который при нормальных условиях изотропен и к нему приложены какие-то поля, то кристалл анизотропный.

• Пьезоэффект (механическая сила)

• Электрооптический эффект

• Магнитооптический эффект

Пьезоэффект (зажигалка, микрофон)

Если включить кристалл в некоторую схему, можно измерить потенциал.

Электрооптический эффект.

Кристалл из изотропного превращается в анизотропный

=f()

D==

В силу сохранения энергии, при рассмотрение точки в пространстве в двух противоположных направлениях получается одно и тоже, выполняется следующие условие: =

Можно выбрать систему координат такую что

=Существует пространственный элипсойд, у которого существует три главные оси. Если выбрать произвольную точку в анизотропном материале, то элепсойд, построенные там будут ориентированы одинаково.

Если система координат совпадает с осями эллипса, то =. Векторив пространстве не совпадают.

==

D= E+

D=

D=

Каждая компонента (x,y,z)Dзависит от всех других компонент.

Если рассмотреть среду, то под её воздействием каждая компонента притерпивает некоторое изменение

D=- эта компонента увеличивается на некоторую величину.

На другую величину увеличиваются DD. Если материал изотропный, тогда вектора совпадут по направлениям, но не совпадут по величине. Для изотропного материала ε – константа

Каждаяприрастет на одну и туже величину.

Оси совпадают с осями тензорной электрической проницаемости.

Если мы берем разные оси, то значения материала анизатропны, его называют двуосным.

Для построения элипсойда есть два сечения, которые будут окружностями (все остальные эллипсы).

Если будем вращать вокруг главной оси, то через некоторое время мы достигнем угла, при котором сечение будет окружностью. Перпендикуляр к сечению будет лежать в XOZ. Такие перпендикуляры называются оптическими осями.

Если , то пространственный эллипс превращается в сферу.

Так как электромагнитная волна поперечная, то надо рассматривать элипсойд с поперечной составляющей.

Вектор лежит в плоскостиOZ. Волна обладает напряженностью,и она ориентирована произвольным образом, но перпендикулярно. Относительностроится перпендикулярное сечение, векторокажется в этой плоскости.

Вобщем случае получим эллипс.

В каждой точке пространства волны складываются. Одна волна идет по и

,