Моды в градиентных волокнах

Моды в градиентном волокне. В многомодовом световом волокне круглого сечения и с квадратичной зависимостью показателя преломления [c.505]

Покажите, что число направляемых мод в градиентном волокне [см. выражение [c.634]

МОДЫ в ГРАДИЕНТНЫХ ВОЛОКНАХ [c.149]

Отсюда видно, что наличие материальной дисперсии оказывает двойное влияние на межмодовую дисперсию в градиентных волокнах с а-профилем приводит к появлению индекса группы мод в формуле (6.3.23) для минимума модовой дисперсии и изменяет оптимальное значение а (формула (6.3.21)), требуемое для достижения этого минимума модовой дисперсии, на величину, которая зависит от б, а следовательно, и от А/ Х. [c.169]

Гауссовы моды в пассивных резонаторах и градиентных волокнах [c.413]

Каждому типу волокон может быть поставлена в соответствие система волноводных мод. Отдельные моды или их суперпозиции определяют структуру излучения, распространяющегося по волокну. Па градиентные волокна полностью переносится теория волноводных мод, изложенная в разделе 2.3.1 для сред, квадратичных по показателю преломления. [c.93]

Общее число мод распространения М можно найти, просуммировав значения т, определяемые формулой (6.1.14) при р = Рс, при всех возможных значениях к. Если значение ктах большое, что обычно имеет место в типичном многомодовом градиентном волокне, суммирование можно заменить интегрированием по к, а величину к —1/4 можно опять аппроксимировать Каждая из мод, описываемых данной парой значений к, т), представляет собой четыре вырожденные [c.155]

Рис. 6.9. Моды утечки в градиентном (а) и ступенчатом (б) волокне.

Таким образом, в тех случаях, когда для описания градиентного многомодового оптического волокна можно использовать дифракционную скалярную теорию, для возбуждения и селекции заданных мод волновода целесообразно использовать дифракционные оптические элементы, методы расчета которых описаны в 6.2,3-6.2.6. [c.455]

В многомодовых ВС (см. рис. 11.8) при больших скоростях передачи (выше 100 Мбит/с) ограничение длины усилительного участка происходит из-за модовой дисперсии (участок Б). В системах с широкополосными излучателями (СИД) существенное значение имеет также хроматическая дисперсия. В настоящее время наиболее перспективными являются градиентные многомодовые ВС, поскольку в них по сравнению с волокнами со ступенчатым ППП ниже модовая дисперсия. Дисперсия мод в градиентном ВС зависит от ППП. Для изготовления широкополосных многомодовых [c.194]

При а = 2, что соответствует случаю волокна с параболическим профилем показателя преломления, в волокне может распростряняться только половина этого числа мод. Это означает, что когда такое волокно и ступенчатое, имеющее одинаковый с ним диаметр сердцевины и то же самое полное изменение показателя преломления, освещаются источником, одинаково возбуждающим все моды, тогда градиентное волокно будет пропускать только половину мощности, передаваемой ступенчатым волокном. Следовательно, числовая апертура такого волокна уменьшается в 2 раза. [c.157]

Подчеркнем еще раз, что лежащее в основе анализа дисперсии в градиентных волокнах соотношение (6.1.40) справедливо только для тех мод высоких порядков, распространяющихся в многомодовых волокнах, которые далеки от частоты отсечки. Предположим, что большая часть передаваемой по волокну оптической мощности переносится именно такими модами. В этом параграфе найдем среднеквадратическое отклонение времени распространения, усредненное по всем этим модам. При этом будем предполагать, что свет вводится в волокно от источника, спектральная ширина излучения которого на уровне половинной мощности равна Дсо (или среднеквадратическая ширина равна Ои) и распределяется равномерно между всеми модами распространения. [c.173]

Гауссовыми модами называются модовые функции из базисов Гаусса-Эрмита и Гаусса-Лагерра, обладаго1цие несколькими общими свот ствами. Строго говоря, гауссовы моды ортогональны на бесконечной области. Однако, из-за быстрого убывания амплитуды, их можно рассматривать как ортогональный базис на некоторой конечной области С. Эти модовые функции описывают моды не очень высоких порядков в открытых пассивных резонаторах с зеркалами сферического профиля. Кроме того, гауссовы моды характеризуют моды градиентных волокон с параболическим профилем и моды других линзоподобных сред. Моды Гаусса-Лагерра соответствуют круглым зеркалам или градиентным волокнам с ццдищфическим сердечником. Моды Гаусса-Эрмита соответствуют квадратным зеркалам или градиентным волокнам с сердечником квадратного профиля. Для получения гауссовых мод резонатора необходимо соблюдение условия параксиального приближения [c.413]

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]

Условия вращения, полученные в этой главе, позволяют получатв вращаюгцие-ся с различной скоростью пучки Гаусса-Лагерра как в волокне, так и в свободном пространстве. При распространении в свободном пространстве такие пучки вращаются все более замедляясь, и на расстоянии от ДОЭ до бесконечности совершают небольшое число оборотов (для мод с низшими номерами 1-3 оборота). При распространении в градиентном оптическом волокне вращение происходит с постоянной скоростью и число оборотов — больше (для длины волокна 1 мм около 100 оборотов). [c.539]

В реальных ВС показатель преломления по всему оптическому сечению и длине волокна имеет макроотклонения Ап — = f(x, у, 2) от номинального профиля [47], приводящие к преобразованиям одних мод в другие, в том числе к вырождению части направляемых мод в вытекающие, т. е. к светопотерям на рассеяние. Этот вид рассеяния имеет место во всех ВС — одно- и многомодовых, с ква-зиступенчатым и градиентным профилями показателя преломления [9, 41, 48] — и определяется в основном составом и степенью пространственно-материальной когерентности макроструктуры пары-тройки исходных материалов и особенностями процесса преобразования их в ВС [8, 41, 83]. [c.51]

Оба типа волокна, которые рассматривались до сих пор, а именно ступенчатые и градиентные волокна, способствуют распространению в них многих мод. На самом деле в волокне типичных размеров могут распространяться много сотен мод. Такие волокна являются примерами многомодовых волокон. В некоторой степени различные моды можно ассоциировать с различными траекториями лучей. Поскольку постоянная распространения изменяется от моды к моде, каждая из мод распространяется со своими собственными значениями фазовой и групповой скоростей. Таким образом, свойство волокна, которое до снх пор называли многолучевой дисперсией, по-видимому, лучше называть межмодовой дисперсией. В литературе этот термин сокращенно называется модовой дисперсией. [c.120]

Показано, что приведенный выше анализ достаточно справедлив для ступенчатых и градиентных волокои с малыми изменениями показателя преломления, однако эффекты взаимодействия мод в почти идеальных градиентных волокнах более сложные. Следует сказать, что в настоящее время оптические волокна с очень малой дисперсией могут быть изготовлены как методом двойного тигля, так и методом осаждения из газовой фазы маловероятно, что способ специального введения взаимодействия мод для уменьшения дисперсии будет иметь большое практическое значение. [c.188]

СВЯЗИ будущего, однако в настоящее время они были бы чрезмерно ограничивающими. Так, требование использования лазерных источников излучения в сочетании с многомодовыми волокнами приводит к необходимости минимизации потерь, обусловленных селекцией мод, пока разность задержек из-за межмодовой дисперсии не превысит время когерентности. Межмодовую дисперсию можно увеличить, если использовать ступенчатые волокна с большой чис ювой апертурой или градиентные волокна со слабым изменением показателя преломления. Время когерентности можно уменьшить, используя лазеры, излучающие одновременно много мод. Конечно, оба этих шага находятся в противоречии с усилиями, направленными на увеличение полосы пропускания системы связи. Лучшим ответом на проблему модального шума является ограничение полосы пропускания системы связи до необходимого минимума и обеспечение гарантии того, что любое вводимое рассеяние имеет место как можно ближе к источнику излучения. В таком случае заказчик системы связи будет свободен от модального шума. [c.394]

Чтобы получить полезные (применимые) решения волновых уравнений для многомодовых ступенчатых и градиентных волокон, приведенных соответственно в 5.3 и 6.1, необходимо ограничить рассмотрение тремя случаями. Выше рассматривались только моды высоких порядков на частотах, далеких от частоты отсечки в слабо направляющих волокнах, и обнаружено, что найденные решения являются локальными приближениями к линейно поляризованным плоским поперечным электромагнитным волнам. С другой стороны, эти условия именно те, которые необходимы для оптического распространения, описываемого в рамках лучевой модели. Следовательно, можно показать, что эти два по-видимому, очень различ 1ых подхода оказываются эквивалентными. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...