Открытые оптические системы связи

ОТКРЫТЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИ [c.397]

Рис. 16.1. Идеализированная схема открытой оптической системы связи

Передатчик открытой оптической системы связи состоит из диффузного источника излучеиия, работающего на длине волны 0,85 мкм, и оптической системы с апертурой //8. Определить предельный диаметр источника излучения, при котором расходимость пучка будет дифракционно ограниченной. [c.427]

Открытые оптические системы связи в настоящее время играют незначительную роль и применяются в случаях, когда один из терминалов должен быть подвижным или необходимо пересечь трудные участки местности. Они всегда вынуждены конкурировать с радио- и микроволновыми линиями связи и чувствительны к атмосферным условиям. В отличие от волоконно-оптических систем связи здесь возможен более широкий выбор компонентов для источника излучения и фотодетектора, а также способов модуляции. [c.428]

Известно, что вид модуляции определяет структуру демодулятора. В волоконно-оптических системах связи имеют дело с двумя видами аналоговой и одним видом цифровой модуляции, причем последний, без сомнения, является самым важным. В каждом из рассматриваемых видов модуляции модулируется мощность оптического несущего колебания. Для открытых оптических систем связи (см. гл. 16) имеется более широкий выбор видов модуляции. Что касается волоконно-оптических систем связи, то для них рассмотрены [c.347]

Несколько аналогичных открытых оптических систем связи применяются между фиксированными терминалами, когда пользователям нужно соединить компьютер с компьютерами или компьютеры с периферийными устройствами, расположенными в различных зданиях. По этим линиям передачи данных обычно передается информация в двоичной цифровой форме со скоростью 9,6 кбит/с. В основном в этих системах связи используются лазеры на GaA.s или светодиоды в сочетании с p-i-n или лавинными фотодиодами, и обеспечивается передача [c.423]

Характерная особенность упомянутых открытых оптических систем связи заключается в том, что а них используются самые обычные элементы. Успешное развитие таких систем зависит от тщательности разработки конструкции, которая должна удовлетворять конкретным требованиям заказчика. Закончим этот раздел коротким упоминанием о гораздо более совершенных по технологии систе.мах. Имеется в виду экспериментальная система для связи в полевых условиях, разработанная в 1972 г. в США для военных целей. В этой системе используется эффективный лазер на СОг, излучающий на длине волны 10,6 мкм. Были созданы варианты системы, использующие модуляцию как интенсивности, так и частотную, причем в обоих случаях детектирование осуществлялось методом гетеродинирования (с использованием гетеродина и охлаждаемых полупроводниковых фотодетекторов). Эксперименты подтвердили, что может быть получена очень высокая чувствительность оптического приемника, приближающаяся к квантовому пределу. Эти первые системы стали основой для систем спутниковой связи. Отметим, что оптические системы, разработанные для определения дальности, идентификации целей и дистанционного зондирования, используют те же самые методы генерирования, излучения и детектирования оптических сигналов, которые нашли применение в оптической связи. [c.424]

Не будем углубляться в обсуждение этого важного вопроса, поскольку нашей целью является рассмотрение возможных применений в будущем оптических каналов связи. Уже сегодня ясно, что оптические линии связи как направляющие, так и открытые, наилучшим образом подходят для абонентских линий связи, т. е. для первого из четырех перечисленных выше типов систем связи. Поскольку в более сложной системе может потребоваться маршрутизация и коммутация информации, то эти операции должны быть обеспечены традиционной электрической или электронной аппаратурой, для осуществления которых оптические сигналы необходимо преобразовать в электрические. Когда оптические каналы связи будут включены в состав стандартной телефонной системы (системы четвертого типа по приведенной выше классификации), тогда они лучше всего могут быть использованы для связи между телефонными станциями или между телефонной станцией и пользователем. [c.27]

В открытых системах связи, где средой распространения оптических сигналов является воздух или свободное космическое пространство, не наблюдается значительной дисперсии и, следовательно, отсутствует обусловленное ею ограничение полосы пропускания системы связи. Число вариантов построения таких систем связи столь велико, что их рассмотрение здесь нецелесообразно. [c.29]

Изучение волновых процессов в открытых резонаторах приобрело особенно важное значение в связи с их использованием в лазерах и устройствах нелинейной оптики (параметрических генераторах света и др.). Открытый резонатор состоит обычно из двух плоских параллельных или сферических зеркал, расположенных на общей оптической оси. Процесс распространения волнового пучка в такой системе аналогичен его поведению в линзовой линии. Различие состоит в том, что в резонаторе оптический путь складывается из многократных прохождений волной одного и того же расстояния Ь между зеркалами. [c.349]

На рис. 16.1 изображена сильно упрощенная идеализированная схема открытой оптической системы связи. Опущены все детали оптической линзовой системы в приемнике и передатчике, и в схеме, как и в последующем обсуждении, для простоты рассмотрения используется приближение тонкой линзы. Предполагается, что источник излучения является диффузным подобно светодиоду и имеет излучающую площадь Лз. Интенсивность излучения /ц считается постоянной для всего света, сколлимированного линзой передатчика. Линза имеет эффективную апертуру Лг и фокусное расстояние /. Оптический приемник расположен на расстоянии I > /, Его эффективная апертура равна Л и считается, что весь падающий на нее свет сфокусирован на активной области фото детектора. Для того чтобы максимизировать принимаемую мощность изображение источника излучения должно формироваться в плоскости приемной апертуры. Используя элементарную теорию тонкой линзы, можно найти расстояние от источника излучения до центра линзы передатчика из соотношения [c.398]

В простой открытой оптической системе связи в качестве источника излучеиия использован светодиод, который при нормальном смещении представляет собой диффузный источник диаметром 0,1 мм. излучающий в воздух 10 мВт. В приемнике в качестве детектора использован фотодиод с диаметром светочувствительной площадки 1 мм. Для обеспечения требуемых характеристик системы М0щи01 ть падающего на фотодиод излучеиия должна быть не меиее 1 иВт. [c.427]

Зеркальный светильник ИТЖ-2000-02-У1 изготавливается в открытом исполнении — 1Р23. В нем предусмотрена возможность установки одной галогенной лампы накаливания мощностью 1000, 1500 или 2000 Вт, что достигается изменением положения патронов. Оптическая система включает основной зеркальный отражатель и дополнительные отражающие вставки, выполняющие одновременно функцию защиты лампы от атмосферных осадков. В связи с этим светильник должен устанавливаться строго по вертикальной риске на корпусе и иметь возможность изменения положения только в горизонтальной плоскости. [c.37]

ИТЖ-10000-002-У1 также является открытым осветительным прибором. В нем предусматривается возможность установки галогенной лампы накаливания мощностью 10 ООО или 5000 Вт посредством изменения положения патронов. Оптическая система включает в себя два параболоцилиндрических зеркальных отражателя, обеспечивающих двустороннее симметричное светораспределение и дополнительные зеркальные вставки для улучшения светораспределения. Направление максимального усиления силы света — в меридиональной плоскости, проходящей через оптический центр светильника перпендикулярно оси лампы под углом а-=70-ь73° от вертикали. Положение светильника в связи с этим может меняться только в горизонтальной плоскости. [c.37]

Открытые оптические резонаторы играют важную роль в современной квантовой электронике. Хотя и ранее оптические интерферометры находили широкое применение в спектроскопии, бурное развитие теории и техники оптических резонаторов в последние годы обусловлено тем, что они оказались почти идеальным устройством для создания положительной обратной связи в лазерах. Совокупность оптического резонатора и помещаемой в его полость активной среды может рассматриваться как автоколебательная система, затухание в которой компенсируется усилением в активной среде. При этом параметры резонатора существенным образом влияют на генерируемое излучение, в значительной степени определяя его пространственно-частотные, поляризационные и энергетические характеристики. В то же время самостоятельное значение сохраняют пассивные резонаторы (не содержащие в своей полости активной среды). Такие устройства используются в технике для пространственно-частотной селекции лазерного излучения и в качестве оптичес ких дискриминаторов. Особое распространение получили пассивные перестраиваемые резонаторные системы — так называемые сканирующие интерферометры, используемые для анализа частотных характеристик лазерного излучения. [c.3]

Звук и свет были и остаются доминирующими средствами передачи информации. В начале 90-х годов XVIII века русский изобретатель И. П. Кулибин и француз К. Шапп независимо друг от друга разработали оптические телеграфные линии, предназначенные главным образом для передачи военных и правительственных сообщений. Оптический телеграф К. Шаппа (ил. 2) использовался уже в ходе войны Французской республики против Австрии, более 20 станций связали Париж с Лиллем (ил. 3). В устройствах обоих изобретателей одинаковой была только конструкция семафора три подвижных рычага — один длинный и два коротких, а системы передачи сигналов и коды отличались существенно. К примеру, у К. Шаппа код состоял из 9460 слов-знаков, у И. П. Кулибина содержал всего 235 знаков. Согласно архивным данным аппарат И. П. Кулибина (ил. 4) мог передавать сигналы и ночью. В России для военно-правительственных целей оптический телеграф связал Петербург со Шлиссельбургом (1824 г.), Кронштадтом (1834 г.). Царским Селом (1835 г.) и Гатчиной (1835 г.). Самая длинная в мире (1200 км) линия оптического телеграфа была открыта в 1839 г. между Петербургом и Варшавой. Оптический телеграф применялся русскими войсками и в Крымскую войну. [c.2]

Для передачи сигналов в диапазоне длин волн 1. .. 2 мка прямое детектирование с использованием р-/-п-фотодиодов или лавинных фотодиодов остается самым удобным методом восстановлеиия электрического сигнала из оптического как в замкнутых, так и в открытых системах связи. Однако возможное использование более длинных или более коротких волн заставляет рассмотреть другие методы и другие типы устройств детектирования оптических сигналов. При длинах воли меньше 1 мкм становится целесообразным использовать фотоэлектронный умножитель (ФЭУ). Достоинством ФЭУ является то, что они имеют большую площадь ( окатода (до 10 см ), очень высокий внутренний коэффициент умножения (более 10 ), вносят относительно небольшой аддитивный шум и имеют полосу пропускания свыше 1 ГГц. Основными недостатками ФЭУ являются низкая квантовая эффективность (менее 0,1), большой размер, ограниченный срок службы, хрупкость и необходимость использования стабилизированных высоковольтных источников питания (обычно около 1 кВ). На более длинных волнах, в частности на 10 мкм, связанных с лазерными источниками излучения на СОг, становится целесообразным использование гетеродинного детектирования, обеспечивающего более высокую чувствительность и дающего возможность реализовать другие методы модуляции. [c.414]

У открытого резонатора, по сравнению с волноводным, спектр различных типов колебаний значительно реже, а модовый объем основного типа колебаний больше, чем у основного типа колебаний ЕНц волноводного резонатора. Однако для зеркал с отверстиями связи эффективность выходного отверстия в волноводном резонаторе значительно превосходит эффективность этого же отверстия в открытом резонаторе, образованном зеркалами той же геометрии, что и волноводный. Этим можно объяснить известное преимущество волноводных резонаторов для ряда конфигураций зерйал в конструкциях ГЛОН большой выходной мощности генерации по сравнению с открытыми резонаторами. Однако в цельм проблема выбора оптимальной конструкции резонатора ГЛОН (открытой или волноводной) по отношению к конкретной лазерной системе (активные молекулы, система оптической накачки и т. д.) остается далеко не решенной. Это особенно касается случаев, когда от лазерного источника ГЛОН требуется сочетание высокой энергетической эффективности излучения и его малой угловой расходимости. В таких задачах необходимые рекомендации по выбору оптимальной конструкции резонатора ГЛОН можно дать только при сравнительном анализе характеристик волноводных и открытых резонаторов с учетом активной среды. [c.169]

Повторяя слова Таунса [1], можно сказать, что последние наиболее яркие события в радиооптике, включая изобретение лазеров, отражают в миниатюре грандиозные перемены, которые в последнее время в корне преобразовали природу технологических открытий . Достаточно вспомнить, что лазеры, явления нелинейной оптики, оптические вычислительные устройства, дифракционные решетки, безлинзовая фотография, оптические фильтры и автоматические системы считывания информации были предсказаны и разработаны почти целиком на базе теоретических идей, отличающихся довольно сложной и абстрактной природой . Подобные открытия или разработки не могли родиться в полуподвальной мастерской или полностью базироваться на эдисоновском методе интуитивных проб и ошибок . Они являются продуктом современной научной эпохи и почти все без исключения связаны с теоретическими разделами физики, радиосвязи и, конечно, радиооптики. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...