Курсова работа по дисциплината "Оптоелектроника и оптични комуникации"

[Mozo]

КУРСОВА РАБОТА
По дисциплината „Оптоелектроника и оптични комуникации“

I. Теоретични сведения
Лазерните източници, които се характеризират с Гаусово амплитудно разпределение на лъчението, се отличават с висока степен на кохерентност и най-малка разходимост на лъчението.
В оптиката, Гаусов сноп е сноп от електромагнитно лъчение, чието напречно разпределение на електричното поле и интензитета се описват от Гаусова функция. Много лазери излъчват снопове с Гаусов профил. В този случай казваме, че лазерът генерира основен (фундаментален) напречен мод на лазерния оптичен резонатор. Когато Гаусов сноп с дадени параметри премине през леща, той се преобразува отново в Гаусов сноп, но с други параметри. От всички видове снопове генерирани от лазерите Гаусовият сноп има най малкаразходимост. Това обяснява неговата популярност в лазерната физика и техника.
Математическата функция, която описва Гаусовия сноп е решение на параксиалната форма на уравнението на Хелмхолц. Решението във форма на Гаусова функция описва комплексната форма на електричното поле, което заедно с магнитното поле се разпространява във вид на електромагнитна вълна формираща лазерния сноп.
Поведението на Гаусовия сноп се дава от набор параметри на снопа:
Радиус на снопа [w(z)];
Релеева дължина;
Разходимост на снопа;
Качество на лазерния сноп;
Мощност, преминаваща през диафрагма;
Пиков и среден интензитет;


II. Изчислителна част
За да определим броя на фотоните, преминали през равнина, напречна на посоката на разпространение на лъча, ще изчислим следните величини:

1) Определяме коефициента на екстинкция α(е):


2) От формулатаопределяме коефициента на пропускане (прозрачност) τа:
За z=5km =>

3) С помощта на коефициента на пропускане τа определяме мощността на лъчението Φ в равнината z=z:
, където сме отчели:


4) Сумарната енергия на фотоните за време tp=20 ns e:


5) За да намерим броя на фотоните, разделяме сумарната енергия на енергията на един фотон, която е:

където h = 6,626.10-34 J.s (константа на Планк) и c = 3.108 m/s.

Toгава, ако с N означим броя фотони, то:


Аналогично, повтаряме стъпки от 2 до 5 за стойности на = -1dBm до
= -10dBm.
Получаваме следните стойности:

Целият материал: