ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применение ДОЭ для коллимации излучения полупроводникового лазера из "Методы компьютерной оптики Изд2 " В работе [64] рассмотрено построение двухканальной волоконно-оптической системы связи, основанной на передаче по одномодовому волокну двух независимых каналов с длинами волн 1,3 и 1,55 мкм. Для селекции каналов на выходе волокна использовалась голографическая дифракционная решетка. Для этих же целей помимо дифракционных реихеток могут применяться спектральные дифракционные элементы, согласованные с несколькими длинами волн [66, 67]. В работе [65] предложена система прямой передачи изображений по оптическому волокну с использованием разложения белого света по спектральным компонентам. Селекция компонент в [65 осуществляется с помощью сегментированного голографического оптического элемента, каждый сегмент которого согласован с определенным диапазоном спектра. [c.456] Интересно рассмотреть также поперечные моды в качестве независимых носителей информационных каналов вместо используемых продольных мод (а может быть, и в дополнение к ним). Как было сказано выше, поперечные моды лазерного излучения представляют собой пучки света, распределение комплексной амплитуды в сечении которых описывается собственными функциями оператора распространения света в соответствующей среде. Фундаментальным свойством мод является сохранение структуры и взаимной ортогональности при распространении в среде. Именно это свойство поперечных мод является основой для построения систем связи с модовым уплотнением каналов. Интерес к поперечным модам как носителям независимых каналов передачи информации связан, во-первых, с постоянным повышением качества производимых многомодовых волокон [см., например, 68], во-вторых, с разработкой методов качественного синтеза дифракционных оптических элементов моданов [19, 27-30], способных эффективно формировать и селектировать поперечные моды лазерного излучения (см. также 6.2 данной книги). Общая теория построения телекоммуникационных систем с уплотнением каналов, основанном на использовании поперечных мод, детально изложена в [19]. Отметим, что селективное возбуждение поперечных мод оптоволокна позволит увеличить пропускную способность линии связи не только за счет параллельной передачи нескольких каналов по одному волокну, но и за счет решения проблемы уширения импульса, вызываемого наличием межмодовой дисперсии [18-20, 6.2.7]. Одна из предполагаемых инженерных реализаций волоконно-оптической связи с использованием селективного возбуждения поперечных мод [19] представлена на рис. 6.53. Пространственный фильтр МА является матрицей электрооптических модуляторов, освещаемых плоской волной когерентного света Рд (х). На матрицу электрооптических модуляторов непосредственно подается вектор промодулированных по времени сигналов 5Д. [c.456] Фурье-объектив 0 преобразует набор точечных источников в набор плоских волн, освещающих модан М1. [c.457] Выше речь шла о ахучае линейного распространения светового пучка в волноводе (волокне). В настоящее время большой интерес также вызывает возможность применения нелинейных оптических эс1 фектов для повышения пропускной способности волоконных линий связи [69, 70]. В работе [71] рассматривается возможность использования селективного возбуждения поперечных, мод градиентного многомодового волокна в условиях нелинейности для повышения пропускной способности. Там же приведены результаты численного эксперимента по моделированию работы такого канала связи. Формирование заданного модового состава может быть полезно для повышения качества не только оптической волноводной связи, но и оптической связи в свободном пространстве. В работе [72] приводятся результаты сравнительного исследования применения гауссова пучка (гауссовой моды (0,0)) и нулевой моды Бесселя, являющейся модой свободного пространства [23], для оптической передачи информации в свободном пространстве. [c.458] Описанный в 6.2.8. способ измерения модового состава пучка с помощью модана может использоваться не только для построения многоканальной оптической связи (рис. 6.53), но и для контроля модового состава выходного пучка лазера. В работах [73, 74] описано численное восстановление комплексной поперечной структуры выходного пучка исслед емого лазера по результатам измерений интенсивности в ближней и дальней зоне. Такой подход, однако, не дает возможности анализировать модовый состав в режиме реального времени, в отличие от метода, представленного в 6.2.8. [c.458] Широкое распространение получили оптоволоконные датчики микроперемещений, основанные на измерении полной световой энергии пучка, прошедшего через деформированное оптоволокно [75, 76]. Однако, это означает, что на выходе оптоволокна происходит измерение энергии всех выходящих мод. Так как в этом случае происходит усреднение мопщости суммируемых мод, изменение полной энергии происходит достаточно медленно по сравнению с изменением мощности отдельных мод. [c.458] Это объясняется тем, что моды являются собственными функциями оператора распространения света в невозмущенном оптоволокне. Значения р соответствуют номерам направляемых мод волокна. [c.459] Таким образом, применение волоконно-оптического датчика иеремегцений, основанного на использовании селективного возбуждения поперечных мод лазерного излучения, позволяет в 4—8 раз увеличить чувствительность по сравнению с традиционным волоконно-оптическим датчиком. [c.463] Вернуться к основной статье