Оптоинформатика

Содержание

Слайд 2

1.Передачи и приема информации на основе фотонов;

2. Обработки информации на основе фотонов;

3.

1.Передачи и приема информации на основе фотонов; 2. Обработки информации на основе
Хранения информации на основе фотонов;

4. Отображения информации на основе фотонов.

Оптоинформатика – это область фотоники, в которой создаются новые технологии:

Слайд 3

Адрес центрального офиса компании: Алтайский край, г. Барнаул.
Региональные представительства (Обособленные подразделения): г.Омск;

Адрес центрального офиса компании: Алтайский край, г. Барнаул. Региональные представительства (Обособленные подразделения):
г.Красноярск; г.Кемерово, г.Новосибирск

ООО «Милеком»

Слайд 4

Преломление и отражение света на границе раздела двух сред

стекло

воздух

n1 – показатель преломления

Преломление и отражение света на границе раздела двух сред стекло воздух n1
стекла

N – нормаль к поверхности раздела двух сред;
- угол падения;
β - угол преломления.

Поверхность раздела двух сред; n1 > n2

n2 – показатель преломления воздуха

Слайд 5

Закон Снеллиуса

Критический угол падения

Преломленный луч скользит по поверхности раздела двух сред

Закон Снеллиуса Критический угол падения Преломленный луч скользит по поверхности раздела двух сред

Слайд 6

Закон Снеллиуса
для критического угла падения

При скольжении преломленного луча по поверхности угол β

Закон Снеллиуса для критического угла падения При скольжении преломленного луча по поверхности
= 90°,
поэтому:

.

Из полученной формулы рассчитаем критический угол падения λкр:

Основываясь на этом законе, работают НИИ, КБ и промышленные предприятия по созданию оптоволоконной техники

Слайд 7

Следствие из закона Снеллиуса

Передача информации по оптоволоконному кабелю возможна при условии: λ0

Следствие из закона Снеллиуса Передача информации по оптоволоконному кабелю возможна при условии: λ0 > λ КР
> λ КР

Слайд 8

Типы оптических волокон

многомодовое волокно со ступенчатыми профилем показателя преломления

Типы оптических волокон многомодовое волокно со ступенчатыми профилем показателя преломления

Слайд 9

многомодовое волокно с градиентным профилем показателем преломления

многомодовое волокно с градиентным профилем показателем преломления

Слайд 10

Одномодовое волокно с ступенчатым профилем показателя преломления

Одномодовое волокно с ступенчатым профилем показателя преломления

Слайд 11

Влияние распространения различных мод на качество передачи сигнала

Uвых

Мода самого низкого порядка достигает

Влияние распространения различных мод на качество передачи сигнала Uвых Мода самого низкого
приемника быстрее других мод. Остальные моды за счёт задержки вносят свой вклад позднее. Процесс задержки мод приводит к уширению выходного импульса.

Слайд 12

Импульс на выходе, расширенный за счёт дисперсии, займёт и соседнюю битовую позицию,

Импульс на выходе, расширенный за счёт дисперсии, займёт и соседнюю битовую позицию,
которая исходно должна быть логическим 0. Возникает типичная битовая ошибка .

Дисперсия определяется как квадратичная разность длительности импульсов на выходе и входе оптического волокна световода, получаемой на половине высоты импульса, и измеряется в пикосекундах [пс].

Слайд 13

Предел пропускной способности (скорости передачи информации, информационной полосы пропускания) волоконного световода определяется

Предел пропускной способности (скорости передачи информации, информационной полосы пропускания) волоконного световода определяется
тем, насколько близко могут располагаться кодирующие информацию соседние импульсы без взаимного перекрытия и, следовательно, без возникновения межсимвольных помех.

Уширение импульса определяет полосу частот передаваемого сигнала Δf (скорость передачи информации) следующим образом:

.

Например, значение дисперсии τ = 2-5 пс соответствует полосе частот:

Слайд 14

Чтобы импульсы не перекрывали друг друга и , таким образом , исключить

Чтобы импульсы не перекрывали друг друга и , таким образом , исключить
битовые ошибки:

- уменьшают длину передающей линии;

- уменьшают скорость передачи данных;

- используют одномодовое волокно или многомодовое волокно с градиентным профилем показателя преломления.

Слайд 15

Числовая апертура

воспринимаемой ОВ

Числовая апертура

ступенчатого многомодового волокна

представляет собой

важную характеристику,

которая

Числовая апертура воспринимаемой ОВ Числовая апертура ступенчатого многомодового волокна представляет собой важную
определяет способность

оптического волокна собирать свет,

или количество оптической мощности,

Числовая апертура в переводе на английский язык звучит как Numerical aperture (NA)

Определение 1. Числовая апертура равна синусу максимального угла между осью ОВ (оптическое волокно) и лучом, для которого выполняется условие полного внутреннего отражения в оптическом волокне:

Слайд 16

Определение 2. Числовая апертура равна корню квадратному из разности квадратов максимального значения

Определение 2. Числовая апертура равна корню квадратному из разности квадратов максимального значения
показателя преломления сердцевины n12 и значение показателя преломления оптической оболочки оптического волокна n22:

Доказательство

Параметры падающего на торец ОВ и преломленного лучей связаны законом Снеллиуса:

,

По формуле приведения можно выразить угол ϕпр через критический угол λкр:

Слайд 17

Критический угол λкр определяется по известной формуле:

Подставляем в синус, стоящего под корнем,

Критический угол λкр определяется по известной формуле: Подставляем в синус, стоящего под
выражение арксинуса:

Поскольку показатель преломления n0 = 1, то формула упрощается:

Имя файла: Оптоинформатика.pptx
Количество просмотров: 50
Количество скачиваний: 0