Оптические потери

Рис. 2. Спектр оптических потерь (а) и дисперсии групповой скорости аУд/с1 (произвольные единицы, 6).

Рис. 1.3. Экспериментально измеренный спектр оптических потерь одномодового волоконного световода. Штриховой линией показан спектр минимальных потерь, связанных с рэлеевским рассеянием и поглощением в чистом кварце [54].

Член с Др описывает эффект оптических потерь и нелинейные эффекты. Использовав уравнения (2.3.18) и (2.3.20) для Др, после подстановки их в уравнение (2.3.26) получаем [c.45]

Результаты, приведенные на рис. 4.9 и 4.10, соответствуют случаю импульсов, не имеющих начальной частотной модуляции (С = 0). Практически импульсы, генерируемые лазерными источниками, часто бывают частотно-модулированными, и поэтому их эволюция в световоде может быть совершенно иной [21] и зависит от знака и величины параметра частотной модуляции С. На рис. 4.11 показаны форма импульса и спектр при тех же условиях, что и на рис. 4.10, за тем исключением, что начальный импульс обладал частотной модуляцией С = 20. Сравнение этих двух рисунков иллюстрирует, как сильная начальная частотная модуляция может изменить характер распространения. Для частотно-модулированного вначале импульса его форма становится похожей на треугольную, а не прямоугольную. В то же время спектр имеет осцилляции на крыльях, тогда как структура в центре спектра, характерная для ФСМ-спектров (см. рис. 4.10 для случая импульса без частотной модуляции), почти исчезает. Эти изменения формы импульса и спектра можно качественно объяснить тем, что положительная начальная частотная модуляция складывается с модуляцией, наводимой ФСМ. Поэтому распад оптической волны возникает раньше для частотно-модулированных импульсов. На эволюцию импульсов также оказывают влияние оптические потери [21, 22]. Для количественного сравнения теоретических и экспериментальных результатов необходимо учесть в численном моделировании и частотную модуляцию, и потери. [c.92]

Несмотря на различные приближения, сделанные при выводе условия (8.1.15), оно позволяет предсказать порог ВКР довольно точно. Для длинных световодов, таких, что a L 1, — 1 р. На длине волны 1,55 мкм, в области минимальных оптических потерь световодов (около 0,2 дБ/км), 20 км. Если принять типичное [c.221]

Неустойчивость непрерывного излучения к временной модуляции впервые рассматривалась в середине 60-х годов [116,64]. Недавно обсуждалось [65] влияние оптических потерь на модуляционную неустойчивость монохроматической волны. Авторы [66] рассмотрели модуляционную неустойчивость с учетом волновой нестационарности, уравнение (2.7.1) было дополнено слагаемым, связанным с коэффициентом Ра (см. (2.4.1)). Подчеркнем еще раз, что модуляционная неустойчивость волны при самовоздействии возникает в среде с аномальной дисперсией. В среде с нормальной дисперсией может иметь место модуляционная неустойчивость, обусловленная кросс-модуляцией ( 2.6). В [67] показано, что важную роль в этом случае играет эффект группового запаздывания взаимодействующих импульсов. [c.102]

Экспериментально ВКР проявляется как неустойчивость интенсивной световой волны накачки в комбинационно-активной среде. Вторая компонента светового поля возникает за счет спонтанного комбинационного рассеяния. ВКР является пороговым эффектом — неустойчивость возникает, если интенсивность / мощной световой волны накачки с частотой сОн превышает пороговое значение / ор, зависящее от уровня оптических потерь. При этом условии интенсивность низкочастотной (стоксовой) волны с частотой сОс усиливается по закону [c.136]

Разумеется, реальная картина комбинационного преобразования частоты значительно сложнее, поскольку импульсы на основной и стоксовой частотах разбегаются из-за различия групповых скоростей. Характерная величина разбегания имеет порядок пикосекунды на метр (при разности частот Av 440 см соответствующей центру линии усиления). Понижая уровень входной мощности и увеличивая длину световода, можно достичь коэффициентов компрессии [10]. В этой ситуации основным лимитирующим фактором становятся оптические потери, которые ограничивают величину L на уровне [c.182]

В линейных системах волоконно-оптической связи предельная скорость передачи информации ограничивается, в основном, дисперсионным расплыванием импульсов. Так, например, импульс с начальной длительностью в 1 пс (Х=1,5 мкм) уширяется вдвое при распространении на расстояние 40—50 м. Использование пикосекундных оптических солитонов позволяет преодолеть дисперсионные ограничения и повысить скорость передачи информации до 10 бит/с. Выявление предельных возможностей солитонных систем связи и оптимальных режимов передачи информации требует учета ряда возмущающих факторов, таких, как оптические потери, дисперсия высших порядков, конкурирующие нелинейные процессы, взаимодействие солитонов в импульсной последовательности и т. д. [c.207]

Если оптические потери на расстоянии порядка дисперсионной длины малы, то амплитуда солитона x(Q будет уменьшаться, а его длительность t(Q=x 1 расти [c.208]

Вопрос о влиянии больших оптических потерь на динамику одно-и Л/ -солитонных импульсов является более сложным. В этом случае трансформацию профилей интенсивности можно определить методами математического моделирования [22, 23]. На рис. 5.7 изображены полученные авторами [23 зависимости среднего квадрата длительности Л/ -солитонного импульса (N==2) от Z при различном уровне потерь б. Видно, что с ростом 5 наблюдается увеличение пространственного периода пульсаций и увеличение глубины модуляции. В численных экспериментах [23] обнаружен также распад связанного состояния солитонов на два разбегающихся импульса. Щ [c.208]

Уширение импульсов, обусловленное оптическими потерями, может быть сведено к минимуму и даже полностью устранено за счет [c.208]

Возможность компенсации оптических потерь за счет комбинационного усиления убедительно показана в недавних экспериментах [24]. Спектрально-ограниченные импульсы лазера на центрах окраски [c.209]

Обсудим эксперименты по компрессии импульсов YAG Nd + лазеров на основной частоте. При переходе из видимого в ИК диапазон частот уровень оптических потерь в световоде снижается с 16—20 до 0,2—1 дБ/км, что позволяет использовать волокна длиной —10 м и эффективно сжимать импульсы малой мощности. [c.261]

Однако при расчетах в ряде случаев удобно ввести в уравнение поля феноменологический член б = уЕ, позволяющий учесть затухание колебаний электромагнитного поля, возникающих из-за дифракции, отражения и рассеяния. Это позволяет оптические потери формально рассматривать как потери фиктивного тока проводимости б на активном сопротивлении у. В этом случае можно сохранить исходную группу уравнений электромагнитного поля (1.45) и (1.51) для решения оптических задач. [c.23]

Оптический резонатор, включающий в себя два противостоящих зеркала, выполняет функцию элемента обратной связи. Если усиление в активной среде превышает общие оптические потери в резонаторе, то происходит излучение лазерного света из генератора. [c.275]

Модулятор, изготовленный из 20 соединенных в ряд элементов размерами 0,25 мм имел оптические потери около 20% и управляющее напряжение 10 В. Модуляционный показатель такой системы оставался постоянным вплоть до 10 МГц. [c.123]

При наличии направления синхронизма (особенно некритичного 90-градусного) накопление эффекта взаимодействия реализуется по всей располагаемой длине и апертуре нелинейного кристалла (текстуры), что позволяет (в пределе) обеспечивать полное преобразование излучения накачки или сигнала в излучение заданной частоты. Эффективность процессов нелинейного преобразования частоты возрастает при увеличении эффективной компоненты тензора квадратичной восприимчивости %lfm и ограничивается теплофизическими параметрами нелинейной среды, определяющими энергетику накачки и преобразования. Большое значение имеет также величина оптических потерь в материале на рабочих длинах волн, составляющая ехр[—(a2/2- -ai)/], где ai и ад представляют потери на единицу длины на частоте основной и второй гармоник. Так, при длине 1 см и потерях оь ад, равных [c.239]

Основными требованиями, предъявляемыми к органическим нелинейным материалам, помимо обычных желаемых высокой нелинейной оптической поляризуемости н малых оптических потерь являются предельно ограниченное число рассеивающих дефектов в объеме и на поверхности и максимальное ориентационное упо- [c.249]

Коэффициент отражения зеркал, превышающий 0,99, обычно рассчитывают по данным измерения их пропускания. В обычных измерительных системах потери (или коэффициент отражения) вычисляют путем сравнения электрических сигналов фотоприемника при двух разных оптических условиях сначала с зеркалом, а потом без него. По мере уменьшения оптических потерь метод, основанный на измерении малой разности больших сигналов фотоприемника, становится все менее точным. Правда, был предложен ряд способов [112] уменьшения ошибок (а это главным образом ошибки оптического характера) в таких измерительных системах, но метод сравнения все еще не обеспечивает нужной точности при R— 1. [c.310]

Можно выбрать значение tp таким, чтобы при полных потерях в резонаторе, равных 17о, оно составляло 30 мксек и, следовательно, для воспроизведения формы импульса без искажений полоса пропускания системы регистрации должна обладать неравномерностью характеристики, не превышающей 1% в полосе 50 кгц. Необходимая ширина полосы фотоприемника и связанных с ним схем возрастает при уменьшении полных оптических потерь, так как при этом уменьшается длительность импульса tp. Система, предназначенная для измерения потерь, меньших 0,1 7о, должна обладать полосой 1 Мгц с неравномерностью характеристики в указанной полосе частот, составляющей 1%. [c.313]

Электроны во внешних оболочках атомов, молекул, кристаллических структур или электроны в плазме могут осуществлять неупругое рассеяние электромагнитного излучения на молекулярных колебаниях, на оптических и акустических колебаниях кристаллов или на других возбужденных состояниях твердых тел и плазменных систем. Если коэффициент усиления принимает достаточно большие значения, то всегда присутствующие оптические потери могут быть скомпенсированы, и тогда становится возможным переход от спонтанного к вынужденному рассеянию при этом свойства рассеянного излучения качественно изменяются (ср. ч. I, разд. 4.21). Вынужденное комбинационное рассеяние может быть обнаружено на большом числе частиц, квазичастиц и возбужденных состояний и влечет за собой большое многообразие явлений [3.1-10,3.1-11]. В дальнейших рассуждениях данного раздела будет рассмотрен эффект комбинационного рассеяния на колебаниях молекул, комбинационное рассеяние на длинноволновых оптических фотонах н на фонон-поляритонах, а также комбинационное рассеяние, связанное с процессами переворачивания спинов электронов в полупроводниках. [c.350]

Характеристики волоконных световодов. Важнейшими характеристиками С., предназначенных для подобных применений, являются оптич. потери, дисперсия групповой скорости, оптич. нелинейность и меха-нич. прочность. В 70-х гг. 20 в. созданы волоконные С. на основе кварцевого стекла с затуханием сигнала 1 дБ/км в ближней ИК-области спектра. Типичный спектр оптических потерь а в таких С. представлен на рис. 2, а. Минимально возможные потери составляют а 0,16 дВ/км на волне 1,55 мкм. Материалом для таких С. служит кварцевое стекло различия показателей преломления сердцевины и оболочки достигают легированием стекла (нацр., фтором, германием, фосфором). [c.461]

Что касается волноводов, то здесь отлично себя зарекомендовали структуры Si/SiOj, имеющие разницу в величинах коэффициентов преломления составляющих компонентов, Ли = 2, что обеспечивает условия надежного оптического ограничения. В таком волноводе свет распространяется по тонкому слою монокристаллического кремния, который прозрачен для излучения с длиной волны = 1,3...1,55 мкм. Для изготовления волноводной композиции используется метод прямого соединения пластин в сочетании со Smart- ub-процессом. Данная волноводная структура обеспечивает надежную связь (с минимальными оптическими потерями) с излучателем и фотоприемником и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к микроволноводным композициям для монолитных оптоэлектронных устройств [29]. [c.100]

Уравнение (2,3.27) описывает распространение оптических импульсов в одномодовых световодах. Оно описывает эффекты оптических потерь (а), хроматической дисперсии (Р, и Pj) и нелинейности (у). Физический смысл параметров Pj и Pj рассматривается в разд. 1.2.3, В частности, огибающая импульса распространяется с групповой скоростью Vg = 1/Pi, а Pj характеризует дисперсию групповых скоростей (ДГС), ДГС может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, длина волны X больше или меньше длины волны нулевой дисперсии световода (см, рис, 1,5), В области аномальной дисперсии (X > Хд) величина Pj отрицательная, и в волоконном световоде могут распространяться оптические солитоны (гл, 5), Обычно параметр Pj 60 пс /км в видимой области спектра и равен — 20 пс /км на длине волны 1,55 мкм смена знака происходит около 1,3 мкм. [c.46]

Так же как и в уравнении (4.2.1), параметр N определяет соотношение между эффектами ДГС и ФСН в процессе эволюции импульса ДГС преобладает, если N I, тогда как если N 1, то доминирует ФСМ. Уравнение (4.2.5) можно решить. численно, используя фурье-метод с разделением по физическим факторам, описанный в разд. 2.4. В последующих рассуждениях предполагается, что Рз > О, и пренеб-регается влиянием оптических потерь (а = 0). [c.94]

В первом эксперименте на длине волны 1,06 мкм [22] 60-пикосе-кундные импульсы были сжаты в 15 раз после прохождения 10-метрового световода и пары решеток Ь 2,5 м). В другом эксперименте [23] был достигнут коэффициент сжатия 45 использовались световод длиной 300 м и компактная дисперсионная линия задержки из пары решеток. Обычно в сжатых импульсах на 1,06 мкм значительная доля энергии переносится в несжатых крыльях импульса, поскольку для уменьшения оптических потерь обычно используют меньшие длины световодов, чем те, которые предписаны уравнением (6.3.5). Когда дисперсионные эффекты не проявляются до конца, только центральная часть импульса имеет линейную частотную модуляцию и энергия в крыльях остается несжатой. Для устранения этих крыльев применяется метод спектральной фильтрации [24]. При этом используется тот факт, что крылья содержат спектральные компоненты крайних частот спектра импульса их можно устранить, помещая диафрагму (или фильтр) рядом с зеркалом М, на рис. 6.2. На рис. 6.7 сравниваются автокорреляционные функции сжатых импульсов, полученные со спектральной фильтрацией и без нее [64]. Начальные 75-пикосекундные импульсы были сжаты до 0,8 пс в обычном волоконно-решеточном компрессоре при этом коэффициент сжатия был более 90. При использовании метода спектральной фильтрации крылья в сжатом импульсе были устранены, при этом длительность импульса увеличилась лишь до 0,9 пс. Данный метод был использован для генерации импульсов заданной фопмы за счет использования специального амплитудно-фазового экрана вместо обычной диафрагмы [63-65]. Кроме того, для этих целей можно также использовать [66] модуляцию по времени импульсов с частотной модуляцией сразу на выходе из световода (до прохождения пары [c.162]

Заметим, что уравнение (1) записано без учета оптических потерь, которые в видимом диапазоне имеют порядок 20 дБ/км, а в ближнем ИК диапазоне могут быть уменьшены до уровня 0,2 дБ/км на длине волны Я 1,55 мкм. При необходимости оптические потери могут быть учтены добавлением в правую часть (1) члена—iboA, где 8 — амплитудный коэффициент затухания. [c.62]

Проведенное рассмотрение относится к интегральным характеристикам импульса, оно приводит к реалистическим оценкам критической мощности, но не дает ответа на важные вопросы об устойчивости баланса дисперсии и нелинейности, о форме стационарного импульса и о том, как взаимодействуют стационарные импульсы. Ниже подробно обсуждаются односолитонные и многосолитонные решения нелинейного уравнения Шредингера, описывающего процесс распространения пикосекундного импульса по одномодовому световоду. Анализ влияния возмущающих факторов (оптические потери, дисперсия высших порядков, конкурирующие нелинейные процессы) мы отложим до 5.5, [c.198]

Оптические потери компенсация за счет комбинационного усиления. Минимальный уровень оптических потерь (при Я=1,55мкм) составляет 0,2 дБ/км, поэтому для оценки их влияния на динамику соли-тонного импульса можно воспользоваться методом возмущений. При [c.208]

Здесь I — длина кристалла по оси с d — расстояние между электродами по оси а Г22 — электрооптический коэффициент. При работе на Я)= 1,064 мкм, Г22 = 5,6Ы0 мкм/В и показателе преломления для обыкновенного луча Ло = 2,237 теоретическое полуволновое напряжение для кристалла размерами 9X9X25 мм составит 3025 В. При работе в частотном режиме ввиду зажатия кристалла и обусловленного этим выпадения вклада пьезооптическога эффекта в суммарный электрооптический эффект реальное управляющее напряжение будет на 30—40% выше. Достоинствами затвора из ЛН являются малая температурная зависимость управляющих напряжений, малые оптические потери — полное пропускание затвора с просветлением может превышать 98%, возможность работы на относительно высоких частотах следования импульсов (Q 60 Гц). Основной недостаток затворов из ниобата лития — их малая лучевая прочность (с ЮО МВт/см ), ограничивающая рабочую плотность мощности величиной 10—50 МВт/ /см . Использование поперечпого управления в зависимости от избираемой геометрии элемента из ниобата лития позволяет работать с иn-i на Я= 1,064 м км в пределах 2,5—6 кВ. [c.202]

Соотношение между оптическими потерями и коэффициентом эезкости в пренебрежении влиянием движения зеркала прини-мает следующий вид [c.312]

Таблица 6.52. Оптические потери (а) в объеме (ай) и поверхностном слое (2 ) оптических материалов для лазерных длин волн по данным МНПВО (расчет) и лазерной калориметрии (эксперимент) [1, 28]

Таблица 6.52. Оптические потери (а) в объеме (ай) и <a href="/info/121740">поверхностном слое</a> (2 ) оптических материалов для лазерных <a href="/info/12500">длин волн</a> по данным МНПВО (расчет) и лазерной калориметрии (эксперимент) [1, 28]

Рис. 3.12. Внутренние оптические потери, выраженные через произведённое тепло на единицу длины и на единицу мощности излучения накачки, показаны как функция частоты лазерного излучения для трёх характерных оптических материалов. Сплошные V-образные кривые представляют собой суммарный вклад многофононного оптического поглощения и поглощение на краю Урбаха (кроме кривой для КС1, где оно слишком мало). Пунктиром показан нагрев, происходящий из-за ра-мановского рассеяния. Все кривые приведены для температуры 300 к. Источники см. [140 1411, [1421, [1431, [144

Рис. 3.12. Внутренние оптические потери, <a href="/info/723707">выраженные через</a> произведённое тепло на <a href="/info/104809">единицу длины</a> и на <a href="/info/34614">единицу мощности</a> излучения накачки, показаны как функция частоты <a href="/info/178413">лазерного излучения</a> для трёх характерных оптических материалов. Сплошные V-<a href="/info/168415">образные кривые</a> представляют собой суммарный вклад многофононного оптического поглощения и поглощение на краю Урбаха (кроме кривой для КС1, где оно слишком мало). Пунктиром показан нагрев, происходящий из-за ра-мановского рассеяния. Все кривые приведены для температуры 300 к. Источники см. [140 1411, [1421, [1431, [144

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...