Диапазон спектральной оптической связи

Рабочий спектральный диапазон оптической связи в ВОЛС охватывает длины волн от 0,8 до 1 мкм и от 1,1 до 1,7 мкм. Это определяет выбор материалов для фотоприемников. Для фоторезисторов используют материалы А"В в части соединений цинка и кадмия с серой, селеном, теллуром и всей гаммы твердых растворов на их основе, а также компенсированный кремний, легированный золотом или цинком. Значительно в меньшей степени для фоторезисторов используют материалы А В , такие как арсенид галлия, фосфиды индия и их твердые растворы. [c.128]

Съемочная аппаратура ДЗЗ, устанавливаемая на спутнике, может работать в четырех основных диапазонах ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном и микроволновом (см.Примечание на с. 20) — только в этих областях спектра земная атмосфера прозрачна для электромагнитных волн. В видимом диапазоне датчики (фотоэлементы, матрицы приборов с зарядовой связью и т.п.) регистрируют отраженное от земных покровов и прошедшее через атмосферу солнечное излучение в ИК-диапазоне превалирует собственное тепловое излучение поверхности Земли в микроволновом диапазоне используют собственное излучение планеты, либо отраженные сигналы искусственных источников облучения, установленных на борту ИСЗ. Возможности аппаратуры дистанционного зондирования в различных спектральных диапазонах существенно различаются оптические дают наиболее качественные, привычные для наблюдателя цветные изображения с высоким пространственным разрешением, синтезированные из нескольких монохроматических снимков инфракрасную съемку можно проводить в темное время суток, наблюдая температурные аномалии поверхности а для специфических случаев зондирования в микроволновом диапазоне не является помехой даже облачный покров. [c.13]

Интересный чертой волноводной дисперсии является то, что ее вклад в D (или pj) зависит от параметров волокна радиуса сердцевины а и разности показателей преломления сердцевины и оболочки Ли. Этот факт может использоваться для смещения длины волны нулевой дисперсии Хд к 1,55 мкм, где световоды имеют минимальные потери. Такие световоды со смещенной дисперсией [63] могут в перспективе применяться в оптических системах связи. Можно создавать волоконные световоды с весьма пологой дисперсионной кривой, имеющие малую дисперсию в широком спектральном диапазоне 1,3-1,6 мкм. Это достигается путем использования многих слоев оболочки. На рис. 1.7 показаны измеренные дисперсионные кривые [64] для двух таких световодов с несколькими оболочками, имеющих двух- или трехслойные оболочки вокруг сердцевины. Для сравнения дисперсионная кривая для световода с однослойной оболочкой также показана (штриховой линией). Световод с четырехслойной оболочкой характеризуется низкой дисперсией ( D < 1 пс/км нм) в широкой спектральной области от 1,25 до 1,65 мкм. Световоды с модифицированными дисперсионными характеристиками полезны для изучения нелинейных эффектов, когда в эксперименте требуются специальные дисперсионные свойства. [c.18]

Наилучшим лазером для целей оптической интерферометрии является описанный в 4.1 однонаправленный кольцевой ФРК-лазер на чисто нелокальной нелинейности, в котором существует с хорошей точностью линейная связь между безразмерной отстройкой частоты генерации 5Го и изменением длины резонатора Д1, во всем диапазоне перестройки. Именно на таком лазере была впервые продемонстрирована активная оптическая интерферометрия в спектральной области (напомним, что обычные интерферометры являются пассивными спектральными приборами). [c.217]

Статистический прогноз оптических характеристик в широком спектральном интервале по измерениям оптических параметров для длин волн видимой области спектра был предложен в [32 на основе экспериментальных исследований коэффициентов аэрозольного ослабления в диапазоне А,=0,59-ь13 мкм. В предложенной методике связь между коэффициентом аэрозольного ослабления к(Х) и коэффициентом ослабления для А = 0,59 мкм задается в следующем виде [c.135]

Исследуемое преобразование вполне устойчиво к вариациям показателя преломления тп. Причины подобной устойчивости операторов преобразования уже рассматривались ранее в п. 3.3. В расчетах предполагалось, что в исходной (модельной) характеристике показатель преломления не зависел от Я и составлял то=1,5—0,002 /. Конечно, при обработке экспериментального материала, полученного при оптическом зондировании атмосферных аэрозолей, необходимо учитывать наличие спектральной зависимости /По (Я) как слева, так и справа от границ интервала 0,35 0,60 мкм]. Для фоновых атмосферных аэрозолей соответствующая информация представлена обширными таблицами в монографической литературе (см., например, [4, 7]). Заметим, что экстраполяция спектрального хода аэрозольного коэффициента ослабления, в УФ-область важна в тех задачах, которые связаны с оценкой концентрации атмосферного озона из оптических измерений [5]. Методы прогноза аэрозольных характеристик светорассеяния в ИК-диапазон важны для повышения надежности в интерпретации данных термического зондирования атмосферы, особенно в полосе 4,3 мкм [28]. Используя развитые выше методы теории аппроксимации, можно решать и ряд других задач оптики и фи- зики атмосферы, в которых учет эффектов аэрозольного рассеяния оптического излучения играет важную роль. [c.234]

Так как спектры генерации и накачки вырождены, то появилась возможность максимальной интеграции в единой системе с обратной связью процессов вьшужденного излучения и нелинейного смешения волн. В главе 6 рассмотрены также гибридные (комбинированные) лазеры, которые содержат в общем резонаторе активную и нелинейную среды. Гибридные лазеры обладают рядом новых уникальных свойств, в том числе возможностью генерации пучков с дифракционной расходимостью на оптически несовершенных средах, само-свипирования длины волны излучения в диапазоне десятков нанометров с шагом дискретности до 10" нм ( ) и др. В главе 7 систематизированы и достаточно подробно проанализированы уже довольно многочисленные приложения лазеров на динамических решетках системы оптической связи через неоднородные среды и по многомодовым волокнам, логические и бистабильные элементы, оптические процессоры и системы нелинейной ассоциативной памяти, оптическая интерферометрия в спектральной области и са-моюсгирующиеся оптические интерферометры и тд. Приведенная полная библиография включает самые последние публикации 1987-1988 гг. В заключении рассмотрено место лазеров на динамических решетках среди других лазеров и проанализированы их предельные характеристики. Обсуждаются перспективы дальнейшего развития этой новой области квантовой электроники. [c.7]

Оптические реперы. Используемые в СВЧ-диапазоне методы получения узких спектральных линий оказались не применимыми в оптич. области спектра (доплеровское уширение мало в СВЧ-диапазоне). Для О. с. ч. важны методы, н-рые позволяют получать резонансы в центре спектральной линии. Это даёт возможность непосредственно связать частоту излучения с частотой квантового перехода. Перспективны три метода метод насыщенного поглощения, двухфотонного резонанса и метод разнесённых оптич. полей. Осн. результаты по стабилизации частоты лазеров получены с помощью метода насыщенного поглощения, к-рый основан на нелинейном взаимодействии встречных световых волн с газом. Нелинейно поглощающая ячейка с газом низкого давления может находиться внутри резонатора лазера (активный репер) и вне его (пассивный репер). Из-за эффекта насыщения (выравнивание населённостей уровней частиц газа в сильном поле) в центре доплеровски-уширен-ной линии поглощения возникает провал с однородной шириной, к-рая может быть в 10 —10 раз меньше доплеровской ширины. В случае внутренней поглощающей ячейки уменьшение поглощения в центре линии приводит к появлению узкого пика на контуре зависимости мощности от частоты генерации. Ширина нелинейного резонанса в молекулярном газе низкого давления определяется прежде всего столкновениями и эффектами, обусловленными конечным временем пролёта части- [c.451]

В настоящее время (1990-е гг.) существует много разл. лазеров, работающих во всех диапазонах спектра — от рентгеновского до далёкого инфракрасного. Однако применение лазерных усилителей в оптич, приборах до сих пор весьма ограничено. Связано это с тем, что усилители в лазерах и оптич. системах используются по-разному. В лазерах обычно стремятся получить предельно высокую направленность излучения, применяя для этого оптические резонаторы и ограничивая число генерируемых мод. В оптич. системах обычно требуется передать болыпой объём информации, заложенный в распределении амплитуд и фаз (иногда и поляризации) по полю зрения, на к-ром укладывается порядка 10 разрешаемых элементов. Такая много-канальность и есть одно из осн. преимуществ оптич. систем с У. я. Это накладывает дополнит, требования на У. я. для оптич. приборов, к-рый должен обладать большой угл. апертурой, чтобы пропустить большой объём информации, обеспечивать значит, усиление за один проход усиливающей среды и, естественно, не должен вносить искажений в усиливаемые световые поля. Достижение высокого усиления (а желательно иметь коэф. усиления 0,1 — 1,0 сми составляет осн. трудность на пути создания лазерных У. я. для оптич. систем. Высокий коэф. усиления (при прочих равных условиях) легче получить для узкого спектрального интервала и в коротких импульсах. [c.243]

Несмотря на низкие энергетические характеристики, не позволяющие использовать Не — Ne-лазвр в термической и селективной технологии, он является самым распространенным газовым лазером. Причина такой популярности обусловлена прежде всего его уникальными спектральными характеристиками. Благодаря низкому давлению газа, ширина линии излучения Не — Ые-лазе-ра определяется эффектом Доплера и согласно (1.38) составляет 10 Гц. При характерных длинах лазера ( 10 см) расстояние между собственными частотами резонатора [см. (2.13)] составит также 10 Гц. Поэтому Не — Ne-лазср позволяет осуществлять одночастотную генерацию на одной продольной моде и обладает исключительно высокой монохроматичностью и стабильностью излучения (Av/vo 10 ). Эти качества, а также возможность генерации в видимом диапазоне длин волн делают Не — Ne-лазер незаменимым элементом во многих оптических устройствах, предназначенных для измерения расстояний, контроля размеров, лазерной связи и научных исследований. Очень часто Не — Ne-лазер используется в качестве вспомогательного оборудования для юстировки и визуализации положения луча в других лазерных системах. Большой интерес вызывают появившиеся в последнее время сведения о возможности эффективного использования Не — Ne-лазеров в медицине. [c.159]

Упомянем об еще одной интересной особенности распространения оптических солитонов фемтосекундного диапазона длительности, обнаруженной в недавних экспериментах. Она связана с нарастающим по сдвигом центральной частоты в спектре фемтосекундного солитона в область низких частот [33]. Эффект связан с комбинационным взаимодействием различных спектральных компонент импульса. Если низкочастотное крыло спектра солитона попадает в полосу комбинационного усиления, то происходит перекачка энергии из высокочастотной области спектра в низкочастотную. Так, при начальной длительности импульса ti/2=120 фс (Я=1,5 мкм) на выходе световода длиной 52 м наблюдается сдвиг максимума в спектре солитона, достигающий 20 ТГц [33]. Показано, что величина эффекта очень сильно зависит от длительности импульса частотный сдвиг пропорционален То С-Физическая картина ВКР самопреобразования и соответствующие методы математического описания детально обсуждались в 3.6. [c.212]

Нелинейные оптические эффекты при взаимодействии излучения с веществом связаны с тем, что под действием мощной электромагнитной волны в веществе создаются наведенные ангармонические осцилляторы, при этом возникают новые спектральные компоненты с кратными или комбинационными частотами [4.40]. Известны нелинейное (многофотонное) поглощение света, нелинейное отражение и ряд других явлений. Для нелинейно-оптических методов диагностики твердого тела типично высокое быстродействие характерные длительности импульсов при возбуждении нелинейного отклика лежат в фемто- и пикосекундном диапазонах. Из-за сложности и больших размеров установок для наблюдения нелинейных эффектов эта область оптики пока мало применяется для термометрии твердого тела. [c.106]

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]

Описанная методика расчетов молекулярного поглощения позволяет строигь оптические модели для любых спектральных участков оптического диапазона длин волн. Отметим здесь основные направления дальнейшего развития исследований, связанных с построением и уточнением оптических моделей поглощения. Первое из них связано с усовершенствованием и разработкой новых методов получения спектроскопической информации. Второе направление касается развития методов расчета корреляционных функций характеристик поглощения. Эта информация необходима для оценки влияния вариаций метеорологических параметров на поглощение, а также для создания статистических методов расчета атмосферного поглощения. Третье направление исследований в этой области связано с разработкой методов пространственного и временного прогноза молекулярного поглощения оптического излучения в атмосфере. [c.232]

Описанная версия системы получит дальнейшее развитие в следующих трех направлениях. Первое из них связано с расширением и уточнением архива линий поглощения атмосферных газов и созданием архива линий поглощения примесных газов. В связи с этим начата работа по созданию автоматизированной системы поиска микроокон прозрачности и информативных спектральных участков для лазерного газоанализа. Второе направление имеет отношение к подготовке и расширению архива метеорологических моделей и включению в него наряду со средними профилями метеорологических параметров также и их ковариационных матриц, что даст возможность строить статистически обеспеченные модели поглощения. Третье направление включает в себя расширение архива моделей атмосферного аэрозоля с целью увеличения диапазона изменения входных данных при расчете энергетических потерь оптического излучения в атмосфере. [c.227]

Как видно из приведенных соотношений и рис. 11.8 для реализации линий передачи со значительным расстоянием между ретрансляторами, необходимо использовать лазеры, генерирующие на одной продольной или поперечной моде. При одномодовых лазерах ограничение дальности связи может происходить за счет скачкообразного изменения длины волны генерируемой моды при изменении тока и температуры или за счет возникновения многомодового спектра генерации при высокоскоростной модуляции [42]. Решением указанной задачи является использование динамически одномодовых лазеров. При отсутствии одномодового лазера для передачи сигналов на большие расстояния с высокой скоростью м но использовать ВС с малой хроматической дисперсией (например, в диапазоне 1,3 1,5 мкм) путем спектрального уплотнения каналов. Из экспериментов над когерентными оптическими системами видно, что можно умень- [c.192]

Диапазон максималыюй прозрачности кварцевых волокон лежит в спектральной области 0,8-1,8 мк.м. Это обстоятельство позволяет обеспечшъ высокие эксплуатационные характеристики многокилометровых оптических линий связи в ближнем ИК-диапазоне. [c.304]

Лазер — прибор, действие которого основано на получении стимулированного или вынужденного излучения, отличающегося от спонтанного излучения своей монохроматичностью, высокой степенью когерентности, высокой направленностью н значительной мощностью. Схема прибора состоит из четырех элементов активного вещества, зеркального резонатора, источника возбуждения и источника питания (рис. 2.1), Для получения стимулированного излучения активное вещество генератора переводится сначала с помощью возбуждения (накачки) из равновесного состояния в неравновесное, в результате чего его внутренняя энергия значительно повышается. Эта энергия удерживается возбужденными частицами, которые сосредоточиваются на энергетическом уровне, расположенном выше основного, В результате возбуждения активного вещества часть возбужденных частиц срывается с верхнего уровня и переходит на нижний, выделяя при этом кванты электромагнитной энергии оптического диапазона. Выделение этой энергии на частоте перехода приводит к резонансному выделению энергии всеми возбужденными частицами, сосредоточенными на верхнем энергетическом уровне. Происходит лавинообразное нарастание эне,ргии на частоте перехода. Излучение каждой частицы связа ю с излучением другой частицы по времени и фазе, в результате чего суммарное выходное излучение отличается высокой степенью когерентности. Вследствие того, что в излучении участвуют возбужденные частицы, расположенные на одном энергетическом уровне, выходное излучение отличается высокой монохроматичностью. Применение зеркального резонатора, расположенного по торцам активного -вещества, приводит к тому, что значительно усиливается только то излучение, которое распространяется параллельно оси активного вещества, все остальное выходит из активного вещества, не получив значительного усилия. В результате этого угловая расходимость выходного излучения очень мала, т. е. излучение отличается высокой направленностью. Вследствие того, что в излучении одновременно принимает участие большое количество возбужденных частиц, выходное излучение имеет значительную спектральную мощность. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...