Оптоелектроника и оптични комуникации

[Mozo]

1. Оптични кабели
-Конструкцията му включва едно или повече оптични влакна защитени с общи кабелни
обвивки.
-Оптичните влакна са направени от свръх прозрачно стъкло и пренасят информационните
сигнали чрез светлина.
-Светлината, във въздух/вакуум се движи със скорост 300,000 Km/s.
-
Скоростта на светлината в други среди, като например стъкло, зависи от плътността на
средата (по-висока плътност, по-ниска скорост).
Оптичните кабели са почти без конкуренция като преносна среда, особено по отношение на
ширината на предоставената от тях честотна лента. По този показател те превъзхождат и
връзките с телекомуникационни спътници
Предимства на оптичните кабели
-
Изключително висок преносен капацитет и малки сигнални загуби (затихване) на дълги
разстояния.
-
Малки по размер ( намаляване на размерите до 98% сравнено с медните проводници -
-
Леки по тегло ( намаляване до 90% сравнено с медните проводници).
-
Защитеност на пренасяната информация от нежелана външна намеса и подслушване.
-
Невъзприемчивост към радиочестотна интерференция (RFI), електромагнитна
интерференция (EMI) и електростатични разряди (ESD). Подходящи за полагане в близост
до електрифициран ж.п. транспорт и силнотокови лин
-
Пожаробезопасни, тъй като пренасят светлина и няма опасност от къси съединения.
Подходящи за рудници, химически заводи и др.
- Суровината за направата на оптичните кабели е кварцов пясък
Световодната оптика и
конвенционалните комуникации
Оптично влакно - Сигналите се предават под формата на светлина по стъклена нишка
Меден проводник - Пренасяне на електрически сигнали по медни проводници
Безжична връзка - Предаване на радио сигнали в свободното пространство
Оптичен спектър е тази област от електромагнитния спектър където оптичните влакна и
оптичните устройства работят. Тази област включва видимата светлина (400-700 nanometer) и
близките части на инфрачервената и ултравиотовата области. Оптичният спектър грубо заема
200-20,000 nm (λ).
Пречупване на светлината
-
Нормално, светлината се разпространява по права линия между оптичните устройства.
- Във вакуум, светлината се движи със скорост приблизително 300000 км/s . Обаче, тя се
движи по-бавно в материали като стъкло и др.
- Всяка прозрачна за светлината среда се характеризира с коефициент на пречупване. Той
сравнява скоростта на светлината във вакуум със скоростта на светлината в материала.
Коефициент на пречупване = скорост на светлината в вакуум ÷в материала
скорост на светлината
Материал
Коефициент на пречупване
-
въздух
1.0003
-
вода
1.33
-
оптична обвивка
1.46
-
оптично ядро
1.48
Пречупване и отражение
-
С увеличаване на ъгъла на падане нараства отразената светлина, а пречупената светлина
намалява.
- При критичния ъгъл на падане, светлината се пречупва по повърхността на материала. При
ъгли по-големи от критичния ъгъл настъпва пълно вътрешно отражение.
Пълно вътрешно отражение не настъпва когато светлината преминава от по-рядка в по-
плътна среда, като например преминаване на светлината от въздух към стъкло
Пълно вътрешно отражение в оптичното влакно

Целият материал: