Платонов КВ Диссертация (1195988)
Текст из файла
СОДЕРЖАНИЕВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 51 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЛОКОННОГО СВЕТОВОДА .................. 71.1 Виды мод .................................................................................................... 81.2 Число мод в волоконном световоде ...................................................... 121.3 Длина волны отсечки .............................................................................. 141.4 Поле мод ...................................................................................................
161.5 Моды свободного пространства ............................................................ 171.6 Основная мода ......................................................................................... 181.7 Моды низших порядков..........................................................................
211.8 Затухания в оптическом волокне........................................................... 242 ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПОЛЕ МОД...................... 262.1 Механические воздействия .................................................................... 262.2 Температурные воздействия .................................................................. 302.3 Электромагнитное воздействие .............................................................
322.4 Воздействие радиации ............................................................................ 343 ФИЗИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА.................. 363.1 Потери в оптическом волокне ............................................................... 363.2 Дисперсия оптического сигнала ................................................................ 393.3 Взаимовлияние поляризации и траектории луча в оптическомволокне ............................................................................................................... 434 НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ ........... 474.1 Нелинейное преломление ........................................................................... 474.2 Вынужденное неупругое рассеяние ......................................................
494.3 Особенность нелинейных эффектов ..................................................... 5134.4 Оптическая нелинейность жидкой наносуспензии ............................. 534.5 Светолинзовый отклик прозрачной дисперсной среды ...................... 585ИССЛЕДОВАНИЕПОЛЕЙМОДДЛЯВОЛНОВОДОВСРАЗЛИЧНЫМИ ПРОФИЛЯМИ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ ........... 625.1Оптическиеволокнасоступенчатымпрофилемпоказателяпреломления....................................................................................................... 625.2 Оптические волокна с параболическим профилем показателяпреломления.......................................................................................................
655.3 Уравнения Максвелла ............................................................................. 675.4 Моды волоконного световода ................................................................ 705.5 Аппроксимация интенсивности светового поля в волоконномсветоводе ............................................................................................................ 765.6 Исследование поля мод волокна с параболическим профилемпоказателя преломления ...................................................................................
815.7 Гауссово приближение ........................................................................... 82ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................. 86СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ............................................. 874ВВЕДЕНИЕПервоначально волоконные световоды разрабатывались как пассивнаялинейная среда для передачи оптического излучения (в основном для целей связи,) но очень скоро стало ясно, что они представляют собой качественно новый уникальный материал для нелинейной оптики. За 20 летсуществования нелинейной волоконной оптики были достигнуты большиеуспехи как в решении прикладных задач квантовой электроники, так и визучении фундаментальных физических явлений.
Особую роль играют нелинейные эффекты в волоконно-оптических линиях связи. С одной стороны, нелинейные эффекты в световодах ограничивают возможную скоростьи дальность передачи информации по световодам и их необходимо учитывать при создании линий связи. С другой стороны, при определенныхусловиях нелинейные эффекты могут быть использованы для увеличенияскорости и дальности передачи информации. Из сказанного выше следует,что область применений нелинейных явлений в волоконных световодахочень широка и не ограничивается лишь одной оптической связью. В связис этим наблюдается все возрастающий интерес к нелинейной волоконнойоптике со стороны ученых и специалистов, работающих в различных областях физики.Для исследований нелинейных эффектов в оптических волноводахнеобходимы теоретические знания о распределении полей мод, а также ихзависимость от различных параметров волокна. Одним из основных параметров, который влияет на распределения полей мод является профиль показателя преломления.Целью настоящей работы является теоретическое рассмотрение поперечного распределения полей мод в оптических волокнах и исследованиезависимости параметров пучка основной моды от параметров волокна, сцелью приближения к нелинейному показателю преломления и управлением структурой пучка.5Рассматриваемые теоретические знания могут быть использованы каквведение в нелинейную оптику и упрощение расчетов для нелинейных эффектов.Первая глава посвящена основным параметрам оптического волокна.Рассмотрены различные виды мод, их число и различные параметры.
Описаны теоретические основы полей мод, мод свободного пространства, основной моды, а также мод низших порядков.Вторая глава посвящена влиянию внешних воздействий на поле мод.Рассмотрены различные внешние факторы и их механизмы влияния.В третьей главе рассмотрены физических параметры оптического волокна. Описываются потери в волокне, дисперсия и влияние поляризациии траектории луча.Четвертая глава содержит теоретические выкладки об исследованныхнелинейных эффектах.
Описаны нелинейное преломление, вынужденноенеупругое рассеяние, их особенность, а также нелинейность жидкой наносуспензии и светолинзовый отклик прозрачной дисперсной среды.Пятая глава содержит исследование полей мод для волноводов с различными профилями показателя преломления. Описаны рассматриваемыепрофили показатели преломления, основные теоретические и математические выкладки в данной работе.61 ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВОЛОКОННОГО СВЕТОВОДАВолоконно-оптическая система передачи (ВОСП) - это система передачи данных, в которой информацию посылают по оптически прозрачнымдиэлектрическим волноводам, называемых оптическими волокнами.
Оптическое волокно – это главный элемент оптических кабелей, который используют для структурирования ВОСП. Волоконный световод являетсястеклянным тонким волокном цилиндрической формы, по которому посылают электромагнитное излучение микрометрового диапазона длин волн,определенного частотам 1014-1015 Гц.
При обычном рассмотрении оптоволокно - это упругая нить, сердцевина которой создана из высокопрозрачного диэлектрика с показателем преломления n1, окруженная оболочкой споказателем преломления n2, которая меньше чем n1.Рассматривают волоконные световоды следующих видов:1) многомодовые волоконные световоды со ступенчатым профилем показателя преломления;2) одномодовые волоконные световоды со ступенчатым профилем показателя преломления;3) градиентные волокна - волоконные световоды с сердцевиной, где величина показателя преломления имеет максимальное значение на оси волокна и постепенно снижается по радиусу волокна до определенного значения.Между указанными выше одномодовыми и многомодовыми ступенчатыми волоконными световодами располагаются маломодовые световоды.Обратим внимание, что механизм работы оптического волновода основан на использовании процессов преломления и отражения оптическойволны на разделе двух сред с различными оптическими свойствами, которые зависят от показателя преломления n.Во всех волноводах, где проходят световые волны, существуют устойчивые типы колебаний, названные модами.
Мода является физическим и7математическим понятием, связанное с передвижением в среде электромагнитных волн. В волноводе каждая мода двигается под своим уникальным углом. Синус этого максимального угла α, входя под которым, модынаходятся в сердечнике, называется числовой апертуройNA n12 n22 ,где(1.1)и α особенно важные характеристики световода. Траектория модизображена на рисунке 1.1.Рисунок 1.1. Распространение мод в волноводеМоды передвигаются вдоль оси волокна и находятся внутри сердцевины при условииsin NA ,(1.2)где n1 - показатель преломления сердцевины оптического волокна;n2 - показатель преломления оболочки.1.1 Виды модВ оптическом волокне способны существовать два типа волн: симметричные E0m, H0m и несимметричные дипольные EHnm, HEnm.
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}
