Глущенко А.Г., Головкина М.В. Физические основы волоконной оптики (2009) (1095918)
Текст из файла
Федеральное агентство связиГосударственное образовательное учреждение высшегопрофессионального образования«Поволжский государственный университеттелекоммуникаций и информатики»Кафедра физикиКОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИПо специальности 210400, 210404, 210302, 210405, 200600,210401Самара – 2009ББК 32.889Г24УДК 621.372.8Глущенко А.Г., Головкина М.В.Физические основы волоконной оптики. Конспект лекций.– Самара.: ГОУВПО ПГУТИ, 2009. – 144 с.Книга представляет собой курс лекций по дисциплине"Физические основы волоконной оптики". В книге достаточнополно на высоком физико-математическом уровне изложенывопросы, относящиеся к особенностям распространения света воптических волокнах, рассмотрены физические механизмы возникновения различных видов дисперсии и потерь в оптическихволокнах.
Рассмотрены физические принципы действия полупроводниковых светоизлучающих диодов и лазеров.Для студентов вузов, изучающих вопросы оптической связи, а также для инженерно-технических работников.Рецензент: Васин Н.Н. - профессор, зав. кафедрой CCГОУВПО ПГУТИГосударственное образовательное учреждение высшегопрофессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»© Глущенко А.Г., Головкина М.В., 20092СОДЕРЖАНИЕСписок сокращений и обозначений .............................................7Введение.........................................................................................8Лекция 1Тема 1. Введение в предмет. Уравнения Максвелла вкомплексной форме. ...................................................................91.1.
Введение. Особенности ВОЛС .......................................91.2. Уравнения Максвелла....................................................111.3. Уравнения Максвелла в комплексной форме..............121.4. Комплексная диэлектрическая проницаемость...........14Выводы...................................................................................16Вопросы и задачи..................................................................16Лекция 2Тема 2.
Волновые уравнения в комплексной форме.фазовая и групповая скорость ...............................................172.1. Волновые уравнения в комплексной форме................172.2. Волновое сопротивление...............................................182.3. Групповая скорость .......................................................20Выводы...................................................................................23Вопросы и задачи..................................................................24Лекция 3Тема 3. Отражение и прохождение света черезграницу раздела двух сред ......................................................243.1.
Законы отражения и преломления ...............................243.2. Нормальное падение на границу раздела ....................263.3. Наклонное падение. Формулы Френеля ......................28Выводы...................................................................................32Вопросы и задачи..................................................................32Лекция 4Тема 4. Распространение света в неоднородных средах.Гауссовы пучки..........................................................................334.1. Уравнение эйконала.......................................................334.2. Распространение лазерных пучков...............................344.3.
Гауссовы пучки в однородной среде............................35Выводы...................................................................................40Вопросы и задачи..................................................................40Лекция 5Тема 5. Гауссовы пучки в различных средах......................4135.1.
Гауссов пучок в линзоподобной среде. Лучевыематрицы .................................................................................415.2. Фокусировка гауссова пучка линзоподобной средой.455.3. Моды гауссова пучка.....................................................48Выводы...................................................................................50Вопросы и задачи..................................................................50Лекция 6Тема 6. Распространение волн в направляющих структурах.............................................................................................516.3.
Волны в неоднородной среде. Классификация волн ..516.4. Плоский металлический волновод ...............................52Выводы...................................................................................57Вопросы и задачи..................................................................57Лекция 7Тема 7. Плоский диэлектрический волновод.......................587.1. Поведение мод при изменении частоты ......................587.2. Плоский диэлекрический волновод .............................587.3. Поведение мод при изменении частоты.
Критическиечастоты...................................................................................63Выводы...................................................................................64Вопросы и задачи..................................................................64Лекция 8Тема 8. Оптические волокна ...................................................658.1. Типы оптических волокон.............................................658.2. Ступенчатое волокно. Числовая апертура...................698.3.
Градиентное волокно. Числовая апертура...................718.4. Мощность, вводимая в волокно....................................728.5. Траектория световых лучей ..........................................74Выводы...................................................................................76Вопросы и задачи..................................................................76Лекция 9Тема 9. Решения уравнений Максвелла для оптического волокна. Число мод в оптическом волокне. ....................779.1.
Моды распространения в оптическом волокне.Формулы для полей ..............................................................779.2. Количество мод в многомодовом волокне ..................829.3. Параметры оптических волокон...................................83Выводы...................................................................................864Вопросы и задачи..................................................................86Лекция 10Тема 10. Влияние межмодовой и материальнойдисперсии на распространение сигнала................................8710.1.
Межмодовая дисперсия в ступенчатом волокне.......8710.2. Межмодовая дисперсия в градиентном волокне ......8910.3. Материальная дисперсия.............................................89Выводы...................................................................................95Вопросы и задачи..................................................................95Лекция 11Тема 11. Учет совместного влияния различных видовдисперсии ....................................................................................9611.1. Расчет материальной дисперсии в объемной среде..9611.2. Хроматическая дисперсия...........................................9911.3. Совместное влияние межмодовой и хроматическойдисперсии.............................................................................10011.4.
Поляризационная модовая дисперсия......................10211.5. Компенсация дисперсии............................................103Выводы.................................................................................104Вопросы и задачи................................................................104Лекция 12Тема 12. Затухание в волокне. ..............................................10512.1. Потери в оптических волокнах.................................10512.2. Оптимальная длина волны для кварцевого оптического волокна. Потенциальные ресурсы оптическоговолокна.................................................................................108Выводы.................................................................................111Вопросы и задачи................................................................111Лекция 13Тема 13.
Источники излучения для оптической связи.Излучение света в p-n – переходе. ........................................11213.1. Источники излучения ................................................11213.2. Собственные и примесные полупроводники ..........11213.3. p-n-переход .................................................................11413.4.
Инжекционная люминесценция ...............................11613.5. Спектры рекомбинационного излучения.................117Выводы.................................................................................121Вопросы и задачи................................................................1215Лекция 14Тема 14. Эффективность излучения света вp-n - переходе ...........................................................................12114.1. Прямозонные и непрямозонные полупроводники..12114.2. Внутренняя квантовая эффективность.....................12314.3. Внешняя квантовая эффективность .........................125Выводы.................................................................................128Вопросы и задачи................................................................128Лекция 15Тема 15.
Светоизлучающие диоды дляоптической связи ....................................................................12915.1. Светоизлучающие диоды для оптической связи.....12915.2. Использование гетероструктур в светодиодах........132Выводы.................................................................................137Вопросы и задачи................................................................137Лекция 16Тема 16.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
