De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 1 Glasvezel optica Geschiedenis Systeem overzicht Propagatie Modi Vezwakking dispersie Geschiedenis.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 1 Glasvezel optica Geschiedenis Systeem overzicht Propagatie Modi Vezwakking dispersie Geschiedenis."— Transcript van de presentatie:

1 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 1 Glasvezel optica Geschiedenis Systeem overzicht Propagatie Modi Vezwakking dispersie Geschiedenis Systeem overzicht Propagatie Modi Vezwakking dispersie F.L. Pedrotti & L.S. Pedrotti: Introduction to Optics, Hoofdstuk 24

2 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 2 John Tyndall : 1854 Een waterstroom geleidt licht water zonlicht

3 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 3 William Wheeler : 1881 Licht distributie door middel van licht pijpen ten behoeve van verlichting in een gebouw. Het belang van de pas uitge- vonden lamp wordt nog niet Ingezien. U.S

4 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 4 Alexander Graham Bell : 1880 (Tele)communicatie m.b.v licht (200 m)

5 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 5 Van Heel : 1954 A.C.S. Heel: Nature 173, 39 (1954) Invention of cladding fibers. H.H. Hopkins & N.S. Kapani, Nature 173, 39 (1954) Fiberscope

6 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 6 Kao : 1966 K.C. Kao & G.A. Hockham, Proc. IEE 113, 1151 (1966). Dielectric-fibre surface waveguides for Optical frequencies. Fibre core: 0 Fibre diameter : >> 0 Losses : < 20 dB/km

7 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 7 Links Commercieel: Telebyte primer: Lascomm: Newport:http://www.newport.com/Photonics/Fiber_Optics/Tut orial/Tutorial/index.htmlhttp://www.newport.com/Photonics/Fiber_Optics/Tut orial/Tutorial/index.html Testmark:http://www.testmark.com/develop/fiber/fiberoptic.ht mlhttp://www.testmark.com/develop/fiber/fiberoptic.ht ml Schott: Non profit IEC: Rutgers:http://morgan.rutgers.edu/HTMLdocs/physics_modul es/Lightwave_comm/Light_home_page.html#Home pagehttp://morgan.rutgers.edu/HTMLdocs/physics_modul es Cord: Commercieel: Telebyte primer: Lascomm: Newport:http://www.newport.com/Photonics/Fiber_Optics/Tut orial/Tutorial/index.htmlhttp://www.newport.com/Photonics/Fiber_Optics/Tut orial/Tutorial/index.html Testmark:http://www.testmark.com/develop/fiber/fiberoptic.ht mlhttp://www.testmark.com/develop/fiber/fiberoptic.ht ml Schott: Non profit IEC: Rutgers:http://morgan.rutgers.edu/HTMLdocs/physics_modul es/Lightwave_comm/Light_home_page.html#Home pagehttp://morgan.rutgers.edu/HTMLdocs/physics_modul es Cord:

8 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 8 (Tele) Communicate – systeem overzicht Codering Modulatie Lichtbron Laser/LED detector Decodering Demodulatie ADC DAC

9 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 9 Kritische hoek en numerieke apertuur n1n1 n2n2 n1n1 n2n2 cc  mm n0n0 n0n0 m’m’

10 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 10 n1n1 n2n2 LsLs d  ’’ n0n0 Propagatie n 0 = 1, n 1 = 1.60,  = 30 0 en d = 50  m  L s =152  m, dat is 6580 keer reflecteren per meter ’’

11 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 11 Totale interne reflectie n2n2 n1n1 22 11 n2n2 n1n1 cc

12 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 12 Helmholtz vergelijking Faraday: Ampère: Rotatie van rotatie = gradient van divergentie – divergentie van gradient geen stroom! = 0 geen ladingen!

13 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 13 golf vergelijking Monochromatisch licht: Golf vector Voortplanting in z-richting  is propagatie constante

14 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 14 2 dimensionale golfgeleider n1n1 t n3n3 n2n2 x z TE modes: Electrisch veld in y-richting: E y n 1 > n 2, n 3

15 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 15 Rand voorwaarden Elektrisch veld, E, en zijn afgeleide, dE/dx, zijn continue

16 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 16 Discrete oplossingen: modi Twee lineaire, homogene vergelijkingen voor A en D. A en D kunnen geëlimineerd worden: 1 vergelijking waar k x,  3 en  2 aan moeten voldoen. Voor elke m een vergelijking voor  !

17 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 17 Nulde orde benadering Bij de laagste orde modi valt het veld sterk af in de opsluitlagen: Bij de hoogste orde mode valt het veld bijna niet af in de opsluitlagen en is propagatie constante zeer klein:

18 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 18 Effectieve brekinsindex Voor laagste mode, m = 0: Voor alle modes: n1n1 n2n2 n3n3 0 n eff n1n1 n2n2 n3n3

19 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 19 Verliezen Lambert Beer: Verzwakking in decibels: Stel  = 3 dB/km dan is na 1 km het optisch vermogen gedaald met een factor =0.5 Verliezen door: Microdefecten aan oppervlak Scherpe bochten in de fiber Koppeling tussen fibers Absorptie Licht verstrooiing (variatie in brekingsindex) L I2I2 I1I1  c  c

20 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 20 Absorptie Absorptie van glas in het Infrarood Golflengte (  m) Absorptie van glas in het ultraviolet Verzwakking (db/km) Licht verstrooiing totaal OH absorptie Twee “ideale”golflengtes: 1.30  m en 1.55  m

21 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 21 Glas versus kunstof Kunstof: Goedkoop Grote verliezen

22 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 22 Modale dispersie Er is een looptijd verschil voor verschillende modi AB l l’ cc Voor step-index fiber: Kern: n = 1.46 Opsluiting : n = 1.45

23 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 23 GRIN fiber n2n2 n0n0 2a r n0n0 n1n1 n2n2 n0n0 r n1n1 n2n2 n1n1 n2n2 n n Afname met factor  /2! Graded index fiber

24 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 24 Golflengte afhankelijkheid Golflengte (  m) Dispersie van kwarts brekingsindex 1 2 Lichtbron met spectrale breedte 

25 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 25 Materiaal dispersie M (ps/nm-km) Golflengte (  m) Laser Golflengte variatie: 1 nm Doorlooptijd verschillen: 0.11 ns/km

26 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 26 preform O2O2 SiCl 4 GeCl 4 BCl 3 Kwarts buis Regel kast O2O2 Cl 2 Bij het aanmaken van SiO 2 worden er verontreinigen toegevoegd om de brekingsindex te variëren 1000 – C Na “collapse” : doorsnee: 5 cm lengte: 30 cm

27 Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 27 Fiber trekken coater diameter monitor oven trekspoelen draaitrommel preform Verticale verplaatsing


Download ppt "Universiteit Leiden, Opleiding Natuur- en Sterrenkunde 1 Glasvezel optica Geschiedenis Systeem overzicht Propagatie Modi Vezwakking dispersie Geschiedenis."

Verwante presentaties


Ads door Google