Световод многомодовый

Световод многомодовый со ступенчатым профилем показателя преломления [c.452]

Нелинейная волоконная оптика как направление нелинейной оптики возникла в начале 70-х годов с появлением стеклянных волоконных световодов с низкими потерями. Первоначально волоконные световоды разрабатывались как пассивная линейная среда для передачи оптического излучения (в основном для целей связи,) но очень скоро стало ясно, что они представляют собой качественно новый уникальный материал для нелинейной оптики. Исключительная перспективность волоконных световодов определяется их свойствами, а они такие неизменность поперечного размера лазерного излучения на больших длинах распространения по световоду и низкие потери лазерного излучения, уникальные дисперсионные характеристики и возможность как одномодового, так и многомодового режимов распространения лазерного излучения по световоду. [c.5]

Разница между интегралами перекрытия может быть значительной в многомодовом световоде, где две волны могут распространяться в разных модах. В случае одномодового световода /ц, /22 и /12 обычно отличаются друг от друга из-за частотной зависимости распределения моды Fj(x, v). Однако эта разница мала, и на практике ею можно пренебречь. В этом случае уравнение (7.1.15) может быть записано в виде системы связанных уравнений [c.176]

Рассмотрим теперь вопрос о причинах и физическом механизме формирования вихревых лазерных полей. Оптико-физические процессы, вызывающие появление оптических вихрей весьма разнообразны. Излучение с вихревой структурой может при определенных условиях формироваться в результате интерференции лазерных пучков с исходно регулярным волновым фронтом, при их прохождении через сл) айно-неоднородные и нелинейные среды, а также через волоконные многомодовые световоды или специальным образом изготовленные голограммы. Кроме того, возможно возбуждение вихревых полей непосредственно в лазерах. Мы ограничимся более подробным [c.126]

Три типичных профиля показателя преломления по сечению световода для многомодового, одномодового и градиентного волокна представлены на рис. 19.6. [c.303]

Передача изображения в интегральной голографии осуществляется посредством введения в схемы элементов волоконной оптики и многомодовых волноводов. Напомним, что если диаметр волокон сравним с длиной волны света, то такое волокно следует рассматривать как ди.электри-ческий волновод, в котором существуют лищь вполне определенные постранственно-временные распределения. электромагнитного поля световой волны — моды. Многомодовые волноводные системы передачи изображения, способные уже в настоящее время конкурировать с во.до-конными системами, представляют собой плавно или дискретно неоднородные среды. Они получили название самофокусирующих волноводов (или селфоков). Коэффициент преломления п (г) в таких волноводах скачкообразно или плавно меняется в радиальном направлении по закону п(г)=п )( — Ь ,/2), где о — коэффициент преломления на оси, г — радиус световода, Л — постоянная. Многомодовые системы обеспечивают разрешающую способность порядка 300 линий/мм. [c.79]

Рис. 1. Полереч-]1ое течение и профиль показателя преломления по сечению для световодов л — многомодовых ступенчатых б—одномодовых в —

Рис. 2. Траектория лучей в многомодовом световоде со стулеичатым профилем показателя p Q преломления.

Многомодовые ВОЛС имеют принципиальные ограничения по протяжённости и по скорости передачи цифровой информации, определяемые затуханием и ушире-Еием импульсов оптич. сигналов. Последнее обусловлено модовой и хроматич. дисперсиями многомодового оптич. волокна. Использование одномодовых волоконных световодов с малым затуханием (0,2 дБ/км) совместно с полупроводниковыми лазерами, работающими с мин. шириной спектра излучения, позволяет свести к минимуму влияние дисперсии на = 1,3 мкм и передавать цифровую информацию с высокой скоростью и на большие расстояния. [c.442]

Модуляция спета в амплитудных приёмниках связана, как правило, с появлением под действием звука дополнит, потерь оптич. мощности (на изгибах и микроизгибах световода, вследствие изменения числовой апертуры световода, в результате дифракции света на звуке достаточно высоких частот и др.). В приёмниках этого типа применяются как одномодовые, так и многомодовые световоды. Наиб, типичный акустомеханич. преобразователь 4 амплитудного приёмника (рис. 3) представляет собой две зубчатые пластины, между [c.461]

В интерферометрия. О. п. з. применяются как одномодовые, так и. многомодовые световоды. В приёмниках с многомодовыми световодами может использоваться также межмодовая интерференция. Оптим. режим работы приёмника определяется условием фо = л/2, где — пост, разность фаз интерферирующих волн. Сигнал на выходе приёмника линейно зависит от звукового давления при условии Дф 1. [c.461]

Параметр V определяет число мод, которые могут распространяться в волоконном световоде. Моды волоконного световода обсуждаются в разд. 2.2, где показано, что световоды со ступенчатым профилем показателя преломления поддерживают только одну моду, когда V < 2,405. Световоды, удовлетворяющие этому условию, называются одномодовыми. Главное различие между одномодовыми и многомодовыми световодами состоит в том, что они имеют разные радиусы сердцевины. Для обычных многомодовых световодов радиус сердцевины а = 25-30 мкм, тогда как для одномодовых световодов с типичным значением Д 30-10 требуется, чтобы а было равно 2-4 мкм. Величина внешнего радиуса Ь менее критична. Просто онг должна быть достаточно велика, чтобы удерживать в себе полностью поле излучения моды волоконного световода. Обычно Ь = 50-60 мкм как для одномодовых, так и для многомодовых волоконных световодов. Поскольку нелинейные эффекты главным образом изучаются в одномодовых световодах, термин оптический волоконный свето- [c.11]

Pq-входная мощность накачки и Лэфф-эффективная площадь сердцевины. Более строгая оценка показывает, что Лэфф приблизительно дается соотношением (2.3.29), если предположить, что волна накачки (стоксова волна) распространяются в одной моде. В случае многомодового световода 1/-4эфф равняется интегралу перекрытия [c.220]

Привлекательным свойством волоконных ВКР-усилителей является широкая полоса усиления (> 5 ТГц). Они могут использоваться для усиления одновременно нескольких каналов в многоканальной системе оптической связи. Это было продемонстрировано в эксперименте [74], где сигналы от трех полупроводниковых лазеров с распределенной обратной связью в диапазоне 1,57-1,58 мкм одновременно усиливались в поле накачки с длиной волны 1,47 мкм. В этом эксперименте излучение накачки было получено от многомодового полупроводникового лазера, что делает данную схему практически применимой для систем оптической связи. При мощности накачки всего 60 мВт было получено усиление 5 дБ. Теоретический анализ двухканального комбинационного усиления показывает, что в общем случае существует взаимодействие между каналами [75]. Широкая полоса усиления волоконных ВКР-усилителей делает их пригодными для усиления коротких оптических импульсов. Усовершенствованию систем оптической связи с помощью комбинационного усиления уделено значительное внимание [76-81]. Наиболее многообещающим кажется использование комбинационного усиления для передачи сверхкоротких солитоноподобных импульсов по световодам длиной несколько тысяч километров [78, 80] (см. разд. 5.4). В эксперименте [79] импульсы длительностью 10 пс на длине волны 1,56 мкм усиливались при накачке непрерывным лазером на центрах окраски с длиной волны 1,46 мкм. Усиление таких коротких импульсов возможно только благодаря широкой полосе ВКР. Недавно в такой схеме было продемонстрировано прохождение солитонов длительностью 55 пс по световоду эффективной длиной 4000 км [81]. [c.232]

ФАЗОВЫЙ СИНХРОНИЗМ в многомодовых СВЕТОВОДАХ [c.289]

Как уже упоминалось выше, многомодовые световоды позволяют получить фазовый синхронизм, когда Ак отрицательна и в точности компенсирует положительный вклад Ак + A/ jvl в выражении [c.289]

Когда пикосекундные импульсы распространяются по многомодовому световоду, на протекание четырехволновых процессов действует не только ВКР, но и ФСМ, ФКМ и дисперсия групповых скоростей. В недавнем эксперименте [28] импульсы накачки длительностью 25 ПС на длине волны 532 нм распространялись по световоду длиной 15 м, поддерживавшему четыре моды на длине волны накачки. На рис. 10.4 показаны спектры излучения на выходе световода. При мощности накачки ниже пороговой наблюдалась только линия накачки (спектр а). Три пары стоксовых и антистоксовых линий со сдвигом частот 1-8 ТГц наблюдались при мощности накачки несколько выше пороговой (спектр б). Стоксовы и антистоксовы линии примерно одной амплитуды, что говорит об отсутствии заметного ВКР в этом случае. Однако при увеличении мощности накачки из-за комбинационного усиления стоксовы линии становятся намного более интенсивными, чем антистоксовы (спектр в). При дальнейшем увеличении мощности накачки стоксовы линии, близкие к пику комбинационного усиления, сравниваются по интенсивности с накачкой, а антистоксовы остаются слабыми (спектр г). В то же время наб 1юдается уширение и расщепление накачки и стоксовой линии, характ. рное для [c.291]

В первом эксперименте [6] по параметрическому усилению в световодах фазовый синхронизм был обусловлен использованием многомодового световода. Пиковая мощность импульсов накачки на длине волны 532 нм составляла 100 Вт, а длина волны непрерывного сигнал мощностью 10 мВт перестраивалась вблизи 600 нм. Усиление было небольшим из-за малой длины световода (9 см). В недавнем эксперименте [14] использовалась накачка на длине волны 1,319 мкм, лежащей недалеко от длины волны нулевой дисперсии, что и обусловило выполнение условия синхронизма (см. рис. 10.7). При пиковой мощности импульсов накачки в пределах 30 - 70 Вт измерялась мощность усиленного непрерывного сигнала на длине волны 1,338 мкм на выходе световода длиной 30 м. На рис. 10.11 показано усиление как функция мощности накачки Pq при трех значениях входной мощности сигнала Р . Отклонение от экспоненциальной формы кривой обусловлено насыщением усиления вследствие истощения накачки. Отметим также, что существенно падает при увеличении мощности сигнала от 0,26 до 6,2 мВт. При мощности накачки Р = 70 Вт усиление сигнала мощностью 0.26 мВт составило 46 дБ. Эта цифра говорит о потенциальной возможности использования волоконных световодов в качестве параметрических усилителей при выполнении условия фазового синхронизма. Контролировать выполнение этого условия при заданных частотах накачки и сигнала удобно с помощью двулучепреломляющего световода, в котором двулучепреломление меняется при воздействии внешнего [c.305]

Нелинейные эффекты в одномодовых световодах не должны приводить к изменению пространственного распределения оптического поля. Иная ситуация в многомодовых световодах. Недавно экспериментально наблюдалась самофокусировка импульса ВКР при распространении импульса накачки длительностью 25 пс по световоду с диаметром сердцевины 100 мкм [51]. В другом эксперименте [52] распространение импульса ВКР в области аномальной дисперсии многомодового световода приводило к формированию фемтосекундных солитонов (длительностью 70-100 фс), которые распространялись в основной моде, хотя импульсами накачки (длительностью 150 пс) возбуждалось множество мод. Интересные результаты были получены в эксперименте [53] по фазовой самомодуляции в градиентных многомодовых световодах, где она проявляет качественно новые черты по сравнению с тем, что наблюдалось в одномодовых световодах (см. гл. 4). Все эти результаты указывают на то, что систематическое изучение нелинейных эффектов в многомодовых световодах представляет несомненный интерес. Данные исследования находятся в начальной стадии и ждут своего продолжения. [c.319]

Усилители на стекле с неодимом. Эксперименты по усилению и компрессии импульсов лазера на фосфатном стекле (Я=1,054 мкм, т = =5 пс) проведены авторами [71]. Выделенный из цуга генерации одиночный импульс испытывал бездисперсионную самомодуляцию в коротком (L=40 см) отрезке градиентного многомодового световода. Использование многомодового световода со сравнительно большим диаметром сердцевины (50 мкм) позволило увеличить выходную энергию частотно-модулированного импульса до 2 мкДж. В усилителе на фосфатном стекле его энергия увеличивалась до 500 мкДж, после чего он сжимался до 700 фс. Регистрация производилась методом двухфотонной люминесценции с использованием оптического многоканального анализатора. Пиковая мощность импульса с учетом потерь в решеточном компрессоре составила 300 МВт. [c.269]

Расчет уширения импульсов в многомодовых световодах 32 [c.15]

Широко распространены световоды на основе кварцевых стекол, получаемые способом осаждения из газовой фазы и его модификациями. Для изменения ПП окиси кремния 810г используют различные добавки, в том числе фосфор, германий, бор, титан, алюминий. Получаемые ВС имеют малое затухание, средние типовые потери градиентных ВС составляют около 2,7 дБ/км на Я = 0,85 мкм и 0,8 дБ/км на Х=1,3 мкм (см. гл. 3). ПП оболочки обычно равен ПП чистого кварца или кварца с добавками окиси бора. Относительная разность ПП сердцевины и оболочки А в одномодовых кварцевых ВС изменяется от 0,2 до 1 %, в многомодовых ВС — от 0,5 до 2 %. Числовая апертура составляет 0,2—0,25. [c.22]

Волоконные световоды с большой апертурой (0,2—0,6) изготовляют на основе многокомпонентных стекол (натрийборо-силикатных, силикатов калия, алюмосиликатов натрия) методом двойного тигля (см. гл. 2, 3). Следует отметить, что из многокомпонентных стекол легко получить ВС со ступенчатым ППП, однако производство градиентных ВС затруднено. Свойства ВС во многом зависят от геометрических размеров сердцевины и оболочки. Для многомодовых ВС установлен международный стандарт [c.22]

Глоге Д. К., Динье Л. Техническое оснащение систем на основе многомодовых световодов для цифровой передачи информации//Тр. Ин-та инженеров по [c.227]

В простейшем варианте волоконный световод представляет собой гибкую нить, сердцевина которой из высокопрозрачного диэлектрика с показателем преломления окружена оболочкой с В таком световоде возникают устойчивые типы колебаний — моОы. Собственные моды представляют собой бегущую волну вдоль оси световода 2 и стоячую — поперек оси. Поперечный размер сердцевины 2а обычно составляет 5-10 мкм в одномодовых волокнах и десятки - сотни микрон в многомодовых разность показателей преломления Ап= п - как правило, составляет доли процента в первом случае и 2-3 % во втором. [c.303]

В земных условиях наиб, перспективны системы О. с., использующие закрытые волоконные световоды с малыми оптич. потерями (затухание сигнала дБ/км в ближней И К области). Скорость передачи информации в многомодовых волоконных световодах ограничена по сравнению с открытыми линиями до 10 бит/с вследствие межмодовой дисперсии, а в одномодовых световодах — дисперсией материала световода. Применение кварцевого стекла, легированного Ge, Р, В и др. [c.497]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...