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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.

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Presentation Transcript

  1. Felder + - φ1 - + φ2 + - Q A - + + - - + + - + - +

  2. Felder

  3. Felder Umfang Lg Fläche Aq

  4. Induktion induzierter Strom i

  5. Wellengleichung g f x

  6. Gruppen- und Phasengeschwindigkeit vg vp

  7. reale und ideale Welle ω reale Welle mit Verzerrungen ideal vp=vg k

  8. EM Welle in Materie θm nm km nk κ z Ex(y) 90°-θm Ex abhängig von y βm z

  9. Welle in Materie Ex H z

  10. Metallische Röhre y z x

  11. Metallische Röhre ω jede Kurve eine Mode Kurve nähert sich dem Grenzfall c0·β Cut-Off Frequenz β

  12. 2 Metallflächen B λ A θ d θ C original Welle zweifach reflektierte Welle k kym βm

  13. 2 Metallflächen ω c0·k0 im Vakuum Cut-Off Frequenz βm

  14. 2 Metallflächen vg c0 m=1 jede Kurve eine Mode βm

  15. Dielektrische Wellenleiter Wellenfronten Metallischer Dielektrischer Wellenleiter

  16. Numerische Apertur nm nm β φg nAußen φA nk nk α

  17. Moden B B θ θ kk 2θ A d=2a θ A C θ θ C …

  18. 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

  19. Stufenprofil nM nM < nK nK

  20. Gradientenprofil

  21. Dämpfung z=0 z P(z) P(0)

  22. Dispersion

  23. Modendispersion a θc Kern nk θ t0 θc b tc Mantel nm L

  24. Dispersionskoeffizient δτd τd τd+δt

  25. Wellenleiterdispersion Mantel Kern Mantel W Intensität für niedrige Frequenzen K Intensität für hohe Frequenzen

  26. Gegenmaßnahmen n D λ 0 a Brechzahlverlauf über Querschnitt

  27. Übertragungssystem Quelle Sender Empfänger Senke

  28. Halbleiter W W GaAs Si, Ge K K direkte Halbleiter indirekte Halbleiter

  29. Emission spontane Emission stimulierte Emission Absorption - - - ELeitband EValenzband - - -

  30. Emission - Verteilungsfunktion der Elektronen WLeit - Verteilungsfunktion bei höherem I WValenz - -

  31. Emission Photon ħω

  32. Emission Absorption Emission - - E2, N2 20% 80% 1,5 ħω ½ħω 80% 20% E1, N1 - -

  33. LED p n Licht - - - Fermienergie + + + Flächenstrahler Kantenstrahler ganz dünne obere Schicht, damit Licht durch kommt RLZ

  34. LED W Elektronenenergie p RLZ n aktive Zone n Brechungsindex

  35. Laserdiode + Isolator p-AlGaAs hier geht Licht raus: 200nm GaAs aktives Gebiet 5µm n-AlGaAs n-GaAs Substrat 200µm

  36. LED1 Φ I 20-50nm λ U 867

  37. LED3 Φe I

  38. LD4 Φe + ab IS linearer Anstieg + Wg - - I IS

  39. optisches Pumpen - QStat - P - - -

  40. Elektronisches Pumpen n - - - - - - - + + p + + + - + +

  41. Streifenlaser p Photonen können nur an Stirnfläche austreten Isolator p n

  42. Direkte Modulation moduliertes Signal LED, (LD) iVerstärker iSignal LED modulierendes Signal

  43. Indirekte Modulation LD Modulation Verstärker Detektor Signal Signal

  44. Modulatoren LD Signal

  45. Erbium Laser 1 - Signal dotiert undotiert 2 - 3 - Pumplaser 4 - -

  46. Koppler ausgekoppelt λ1+λ2 λ1 λ2 Signal eingekoppelt

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