- •Анизотропная среда
- •Уравнения Максвелла в среде
- •Электромагнитная волна
- •Поляризация
- •Эллиптически поляризованная волна
- •Рассмотрим общий случай (векторная интерференция):
- •Интерференция двух волн
- •Скалярная поляризация
- •Векторная поляризация
- •Голографические оптические методы записи и обработки информации
- •Оптическая схема записи голограммы
- •Докажем все это математически:
- •Основные особенности голограммы Габора
- •Особенности схемы Лейт-Упатниекса
- •Особенности голограммы Денисюка
- •Расположение объекта относительно голограммы
- •Дифракционные решетки
- •Принцип Гюйгенса (возникновение тени в области света)
- •Оптические системы записи и наблюдения информации
- •Эффект Паралакса
- •Дисперсионное уширение луча в волоконном световоде.
- •Источники энергии для волоконно-оптических линий связи.
- •Лазерные источники. Принцип построения лазерного источника.
- •Основные элементы оптических линий связи.
- •Ответвители.
- •Переключатели.
- •Мультиплексоры.
- •Изоляторы.
- •Основные схемы радиосвязи.
- •Фотодетекторы.
- •Фоторезисторы.
- •Фотоумножители.
- •Фотодиоды.
- •Сигнал. Основные характеристики.
- •Основные показатели радиопередающих устройств.
- •Антенны.
- •Приемники.
- •Цифровая передача информации.
Изоляторы.
Изоляторыпредназначены для избавления от паразитического отражения лучей, которые возникают в оптических системах.
Сущность изолятора:
Анализатор – устройство, аналогичное поляризатору, т.е. пропускает только линейное излучение. Эти устройства различаются по месту расположения.
Основные схемы радиосвязи.
Стандартная схема – формирование и прием сигнала.
Для передачи используется атмосфера, но это не однородная среда.
Если работают на длинных или средних волнах, то будут соответствующие ограничения. В приземной области длинные волны хорошо распространяются. Наибольшей дифракции волна подвергается, когда размеры препятствий соизмеримы с длиной волны. Малые преграды почти не влияют на распространение волны. Это одно из преимуществ длинных волн. Так как мы работаем в приземном пространстве, то это постоянная среда, которая не сильно меняется со временем.
,- коэффициент изменения в среде.
Для передачи необходима большая мощность и это минус.
Как только переходим к коротким волнам, то нельзя увеличивать мощность до предела, есть определенный предел.
Ретрансляторы – передача высокочастотных сигналов.
Распространение луча еще зависит и от среды. В тропосфере луч может отражаться от верхних слоев. Такая система передачи позволяет достигать несколько сот километров. При определенном угле происходит равномерное искривление траектории.
Космическая связь:
Высокоорбитные (передача информации на длинные расстояния)
Низкоорбитные (недостатки: стоимость, постоянная передача информации ограничена: эффект изменения частоты (влияние движения спутника на несущую частоту))
При определенном угле эллипс переходит в окружность.
В среде вектор Eраскладывается на две составляющие: на два квазеглавных сечения. Для материала выбирают наиболее оптимальное значение: D = ε E
D = ε E.
Пойдет волна в направлении kсо скоростьюV= c÷; V= c÷.
Эти волны идут с разной скоростью, т.е. если на материал направить свет, то одна волна выйдет раньше, а другая позже. Получается, что в среде пойдут два луча – D и D, которые будут взаимно ортогональны. Лучи идут по одному и тому же пути, но на выходе появятся две волны, ориентированные относительно осей.
На входе: На выходе возникает пространственная спираль и
эллептически поляризованный свет.
Т.к. ε = f(ξ), то получаются ограничения: мы должны выбирать среды, которые не изменяли быεпод действием света.
kd=2Пm, m=0,±1,±2, то на выходе плоская поляризация;
kd=П/2(2m+1), m=0,±1,±2, то на выходе эллипс, оси которого будут совпадать с системой координат;
Е=Е,то эллипс превращается в окружность;
kd≠ П/2 m, то на выходе эллипс, который располагается определенным образом.
Поляризатор преобразовывает свет в линейно-поляризованный. На выходе получается модулированный сигнал, который зависит от ξ.
Закон Мамоса:если имеется два скрещенных анализатора, то интенсивность на входе будет пропорциональна интенсивности на выходе, умноженной на квадрат косинуса угла.
I=0 (E), I меняется(E)
Оптические пластины λ/2.
Пластины могут иметь разные свойства. Выбирают, чтобы кристаллы поворачивали угол поляризации на заданную величину. Это означает то, что если на кристалл направить линейно-поляризованное излучение, на выходе у данного кристалла между лучами возникнет сдвиг по фазе на П или кратный нечетному числуП.
E= a cos(ωt – kr + φ)
На входе: E= a cosα cos(ωt – kr)
E= a sinα cos(ωt – kr).
На выходе: E' = a cosα cos(ωt – k(ε)r)
E' = a sinα cos(ωt – k(ε)r).
Если α = П/2, то получается круговая поляризация.
k = ;k = .
Если α = П, тоЕповорачивается на 2α.
Е= Е+Е.
Модуляторы, изменяя ε, изменяют либо входное напряжение, либо направление луча.
Стоячие волны возникают при условии l =λ/2. Образуется так называемая решетка, на которой происходит дифракция, т.е. луч пойдет не прямолинейно, а будут дифракционные порядки. В узлах кристалл своих свойств не меняет. В тех местах, где узлы – возмущение, ε имеет ненулевое значение.
d sinθ = λ.
Если изменить d, изменитсяθ.
Чтобы получились стоячие волны, необходимо «удержать» кристалл с точностью до 0,25 мкм.
п п>
п- луч самофокусируется.
Прошедшее
излучение фокусируется с помощью
фотодетекторов.
п