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Felder. +. -. φ 1. -. +. φ 2. +. -. Q. A. -. +. +. -. -. +. +. -. +. -. +. Felder. Felder. Umfang L g. Fläche A q. Induktion. induzierter Strom. i. Wellengleichung. g. f. x. Gruppen- und Phasengeschwindigkeit. v g. v p. reale und ideale Welle. ω.
E N D
Felder + - φ1 - + φ2 + - Q A - + + - - + + - + - +
Felder Umfang Lg Fläche Aq
Induktion induzierter Strom i
Wellengleichung g f x
reale und ideale Welle ω reale Welle mit Verzerrungen ideal vp=vg k
EM Welle in Materie θm nm km nk κ z Ex(y) 90°-θm Ex abhängig von y βm z
Welle in Materie Ex H z
Metallische Röhre y z x
Metallische Röhre ω jede Kurve eine Mode Kurve nähert sich dem Grenzfall c0·β Cut-Off Frequenz β
2 Metallflächen B λ A θ d θ C original Welle zweifach reflektierte Welle k kym βm
2 Metallflächen ω c0·k0 im Vakuum Cut-Off Frequenz βm
2 Metallflächen vg c0 m=1 jede Kurve eine Mode βm
Dielektrische Wellenleiter Wellenfronten Metallischer Dielektrischer Wellenleiter
Numerische Apertur nm nm β φg nAußen φA nk nk α
Moden B B θ θ kk 2θ A d=2a θ A C θ θ C …
Moden Mantel nm Kern nk θm κm (Kappa) βm a·ky a·ky Grundmode θg andere Modi θm V θ a·kz a·km a·kz a·kk
Stufenprofil nM nM < nK nK
Dämpfung z=0 z P(z) P(0)
Modendispersion a θc Kern nk θ t0 θc b tc Mantel nm L
Dispersionskoeffizient δτd τd τd+δt
Wellenleiterdispersion Mantel Kern Mantel W Intensität für niedrige Frequenzen K Intensität für hohe Frequenzen
Gegenmaßnahmen n D λ 0 a Brechzahlverlauf über Querschnitt
Übertragungssystem Quelle Sender Empfänger Senke
Halbleiter W W GaAs Si, Ge K K direkte Halbleiter indirekte Halbleiter
Emission spontane Emission stimulierte Emission Absorption - - - ELeitband EValenzband - - -
Emission - Verteilungsfunktion der Elektronen WLeit - Verteilungsfunktion bei höherem I WValenz - -
Emission Photon ħω
Emission Absorption Emission - - E2, N2 20% 80% 1,5 ħω ½ħω 80% 20% E1, N1 - -
LED p n Licht - - - Fermienergie + + + Flächenstrahler Kantenstrahler ganz dünne obere Schicht, damit Licht durch kommt RLZ
LED W Elektronenenergie p RLZ n aktive Zone n Brechungsindex
Laserdiode + Isolator p-AlGaAs hier geht Licht raus: 200nm GaAs aktives Gebiet 5µm n-AlGaAs n-GaAs Substrat 200µm
LED1 Φ I 20-50nm λ U 867
LED3 Φe I
LD4 Φe + ab IS linearer Anstieg + Wg - - I IS
optisches Pumpen - QStat - P - - -
Elektronisches Pumpen n - - - - - - - + + p + + + - + +
Streifenlaser p Photonen können nur an Stirnfläche austreten Isolator p n
Direkte Modulation moduliertes Signal LED, (LD) iVerstärker iSignal LED modulierendes Signal
Indirekte Modulation LD Modulation Verstärker Detektor Signal Signal
Modulatoren LD Signal
Erbium Laser 1 - Signal dotiert undotiert 2 - 3 - Pumplaser 4 - -
Koppler ausgekoppelt λ1+λ2 λ1 λ2 Signal eingekoppelt