1 / 27

Glasvezel optica

Glasvezel optica. Geschiedenis Systeem overzicht Propagatie Modi Vezwakking dispersie. F.L. Pedrotti & L.S. Pedrotti: Introduction to Optics, Hoofdstuk 24. John Tyndall : 1854. Een waterstroom geleidt licht. zonlicht. water. William Wheeler : 1881. U.S. 247.229.

aelan
Download Presentation

Glasvezel optica

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Glasvezel optica Geschiedenis Systeem overzicht Propagatie Modi Vezwakking dispersie F.L. Pedrotti & L.S. Pedrotti: Introduction to Optics, Hoofdstuk 24

  2. John Tyndall : 1854 Een waterstroom geleidt licht zonlicht water

  3. William Wheeler : 1881 U.S. 247.229 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.

  4. Alexander Graham Bell : 1880 (Tele)communicatie m.b.v licht (200 m)

  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. Kao : 1966 K.C. Kao & G.A. Hockham, Proc. IEE 113, 1151 (1966). Dielectric-fibre surface waveguides for Optical frequencies. Fibre core: l0 Fibre diameter : >>l0 Losses : < 20 dB/km

  7. Links Commercieel: Telebyte primer: http://telebyteusa.com/foprimer/foprimer.htm Lascomm: http://www.lascomm.com/tutorial.htm#int Newport:http://www.newport.com/Photonics/Fiber_Optics/Tutorial/Tutorial/index.html Testmark:http://www.testmark.com/develop/fiber/fiberoptic.html Schott: http://www.schottfiberoptics.com/home.html Non profit IEC: http://www.iec.org/tutorials/fiber_optic/index.html Rutgers:http://morgan.rutgers.edu/HTMLdocs/physics_modules/Lightwave_comm/Light_home_page.html#Home page Cord: http://cord.org/cm/leot/Module8/module8.htm

  8. (Tele) Communicate – systeem overzicht Codering Modulatie ADC Laser/LED Lichtbron detector DAC Decodering Demodulatie

  9. Kritische hoek en numerieke apertuur n2 n1 f n0 n2 fc n1 n0 qm’ qm

  10. Propagatie n2 n0 n1 d q’ q’ q Ls n0 = 1, n1 = 1.60, q = 300 en d = 50 mm  Ls=152 mm, dat is 6580 keer reflecteren per meter

  11. q2 n2 n2 n1 n1 q1 qc Totale interne reflectie

  12. Ampère: geen stroom! Faraday: geen ladingen! = 0 Helmholtz vergelijking Rotatie van rotatie = gradient van divergentie – divergentie van gradient

  13. Monochromatisch licht: Golf vector Voortplanting in z-richting b is propagatie constante golf vergelijking

  14. 2 dimensionale golfgeleider n2 x n1 t n1 > n2, n3 z n3 TE modes: Electrisch veld in y-richting: Ey

  15. Rand voorwaarden Elektrisch veld, E, en zijn afgeleide, dE/dx, zijncontinue

  16. Discrete oplossingen: modi Twee lineaire, homogene vergelijkingen voor A en D. A en D kunnen geëlimineerd worden: 1vergelijking waar kx, k3 en k2 aan moeten voldoen. Voor elke m een vergelijking voor b!

  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. Effectieve brekinsindex Voor alle modes: Voor laagste mode, m = 0: 0 n1 n3 n2 neff n3 n1 n2

  19. L Verliezen I1 I2 Lambert Beer: Verzwakking in decibels: Stel a = 3 dB/km dan is na 1 km het optisch vermogen gedaald met een factor 10-0.3=0.5 • Verliezen door: • Microdefecten aan oppervlak • Scherpe bochten in de fiber • Koppeling tussen fibers • Absorptie • Licht verstrooiing (variatie in brekingsindex) q>qc q<qc

  20. Absorptie Twee “ideale”golflengtes: 1.30 mm en 1.55 mm 100 Absorptie van glas in het Infrarood totaal 10 Verzwakking (db/km) 1 OH absorptie Absorptie van glas in het ultraviolet 0.1 Licht verstrooiing 0.01 10 1 Golflengte (mm)

  21. Kunstof: Goedkoop Grote verliezen Glas versus kunstof

  22. Modale dispersie Er is een looptijd verschil voor verschillende modi l’ Voor step-index fiber: qc A B l Kern: n = 1.46 Opsluiting : n = 1.45

  23. n2 n2 n1 r n1 n 2a n0 n2 r n1 n 2a n0 GRIN fiber n0 Graded index fiber n2 Afname met factor D/2!

  24. 1.47 Dispersie van kwarts 1.46 brekingsindex 1.45 1.44 0.4 1.6 1 Golflengte (mm) Golflengte afhankelijkheid Lichtbron met spectrale breedte Dl l1 l2

  25. 200 150 100 50 0 -50 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 Golflengte (mm) Materiaal dispersie Laser diode(@800nm): Golflengte variatie: 1 nm Doorlooptijd verschillen: 0.11 ns/km M (ps/nm-km)

  26. preform O2 Kwarts buis Cl2 1000 – 1500 0C O2 Regel kast Bij het aanmaken van SiO2 worden er verontreinigen toegevoegd om de brekingsindex te variëren SiCl4 GeCl4 BCl3 Na “collapse” : doorsnee: 5 cm lengte: 30 cm

  27. Fiber trekken preform Verticale verplaatsing oven diameter monitor coater trekspoelen draaitrommel

More Related