Badanie własności fizycznych światłowodów
Zagadnienia do opracowania.
- Model pasmowy półprzewodników.
- Zasada działania lasera półprzewodnikowego (diodowego).
- Prawo załamania, prawo odbicia, całkowite wewnętrzne odbicie światła.
- Propagacja światła w światłowodzie w obrazie geometrycznym.
- Mody światłowodu; apertura numeryczna.
- Rodzaje światłowodów:
- skokowy;
- gradientowy;
- jednomodowy;
- wielodomowy.
- Tłumienie sygnału optycznego w światłowodach i jego przyczyny:
- absorpcja;
- rozpraszanie Rayleigha;
- sprzężenie modów;
- zagięcia światłowodu;
- straty na złączach pomiędzy światłowodami.
Zestaw przyrządów.
- Laser półprzewodnikowy z zasilaczem.
- Ława optyczna wraz z zestawem soczewek.
- Światłowód wielomodowy (długość 1000 m).
- Fotodioda.
- Oscyloskop.
- Konwerter podczerwieni.
- Narzędzia do przygotowywania światłowodów:
- ściągacz izolacji z włókien światłowodowych;
- narzędzie do nacinania światłowodów.
Literatura.
- Ch. Kittel –„Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1999.
- Sz. Szczeniowski– „Fizyka doświadczalna”, Tom 4. „Optyka”, PWN, Warszawa 1967.
- K. Booth, M. Kathryn– „Optoelektronika”, Wyd. Komun. i Łączności, Warszawa 2001.
- B. Ziętek– „Optoelektronika”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2005.
- B. Ziętek – „Lasery”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2008.
- A.Łoziński– „Światłowody telekomunikacyjne”, Akademia Morska, Gdynia 2009.
- A. Smoliński– „Światłowody oraz ich zastosowania”, PAN Wrocław 1980.
- J.A. Buck -”Fundamentals of Optical Fibers”, NJ: Wiley-Interscience, Hoboken 2004.
- W. S. C. Chang -”Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
- P. Halley -“Fiber Optic Systems”, John Wiley&Sons, Chichester 1987.
- PHYWE– “Laboratory Experiments Physics”, Optics, Fibre Optics 2.6.10–00, 2010.
- Ch. Kittel -“Introduction to Solid State Physics”, 8thEdition, John Wiley&Sons, 2004.
Physical properties of optical fibre
Background theory
- Band structure of semiconductors.
- The theory of operation of a semiconductor (diode) laser.
- The law of refraction, law of reflection, total internal reflection of light.
- Geometric picture of the propagation of light in optical fibre.
- Fibre modes; numerical aperture.
- Types of fibre:
- step ;
- gradient ;
- single-mode ;
- multi-mode.
- Optical signal attenuation in optical fibres and its causes :
- absorption ;
- Rayleigh scattering ;
- mode coupling ;
- bending of fibre ;
- losses at optical fibre connections .
Apparatus
- Semiconductor laser with power supply.
- Optical bench with a set of lenses.
- Multimode fibre (length 1000 m).
- Photodiode.
- Oscilloscope.
- IR converter.
- Tools for preparing fibres:
- fibre insulation stripper ;
- optical fibre cutting tool.
Literature
- J. A. Buck – ”Fundamentals of Optical Fibers”, NJ :Wiley-Interscience, Hoboken 2004.
- W. S. C. Chang – ”Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
- P. Halley – “Fiber Optic Systems”, John Wiley & Sons, Chichester 1987.
- PHYWE – “Laboratory Experiments Physics”, Optics, Fibre Optics 2.6.10–00 , 2010.
- Ch. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, 8th Edition, John Wiley & Sons, 2004.
Dodaj komentarz
Chcesz się przyłączyć do dyskusji?Feel free to contribute!