Badanie własności fizycznych światłowodów

Zagadnienia do opracowania.

  1. Model pasmowy półprzewodników.
  2. Zasada działania lasera półprzewodnikowego (diodowego).
  3. Prawo załamania, prawo odbicia, całkowite wewnętrzne odbicie światła.
  4. Propagacja światła w światłowodzie w obrazie geometrycznym.
  5. Mody światłowodu; apertura numeryczna.
  6. Rodzaje światłowodów:
    1. skokowy;
    2. gradientowy;
    3. jednomodowy;
    4. wielodomowy.
  7. Tłumienie sygnału optycznego w światłowodach i jego przyczyny:
    1. absorpcja;
    2. rozpraszanie Rayleigha;
    3. sprzężenie modów;
    4. zagięcia światłowodu;
    5. straty na złączach pomiędzy światłowodami.

Zestaw przyrządów.

  1. Laser półprzewodnikowy z zasilaczem.
  2. Ława optyczna wraz z zestawem soczewek.
  3. Światłowód wielomodowy (długość 1000 m).
  4. Fotodioda.
  5. Oscyloskop.
  6. Konwerter podczerwieni.
  7. Narzędzia do przygotowywania światłowodów:
    1. ściągacz izolacji z włókien światłowodowych;
    2. narzędzie do nacinania światłowodów.

Literatura.

  1. Ch. Kittel –„Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1999.
  2. Sz. Szczeniowski– „Fizyka doświadczalna”, Tom 4. „Optyka”, PWN, Warszawa 1967.
  3. K. Booth, M. Kathryn– „Optoelektronika”, Wyd. Komun. i Łączności, Warszawa 2001.
  4. B. Ziętek– „Optoelektronika”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2005.
  5. B. Ziętek – „Lasery”, Wydawnictwo Naukowe UMK, Toruń 2008.
  6. A.Łoziński– „Światłowody telekomunikacyjne”, Akademia Morska, Gdynia 2009.
  7. A. Smoliński– „Światłowody oraz ich zastosowania”, PAN Wrocław 1980.
  8. J.A. Buck -”Fundamentals of Optical Fibers”, NJ: Wiley-Interscience, Hoboken 2004.
  9. W. S. C. Chang -”Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
  10. P. Halley -“Fiber Optic Systems”, John Wiley&Sons, Chichester 1987.
  11. PHYWE– “Laboratory Experiments Physics”, Optics, Fibre Optics 2.6.10–00, 2010.
  12. Ch. Kittel -“Introduction to Solid State Physics”, 8thEdition, John Wiley&Sons, 2004.

Physical properties of optical fibre

Background theory

  1. Band structure of semiconductors.
  2. The theory of operation of a semiconductor (diode) laser.
  3. The law of refraction, law of reflection, total internal reflection of light.
  4. Geometric picture of the propagation of light in optical fibre.
  5. Fibre modes; numerical aperture.
  6. Types of fibre:
    1. step ;
    2. gradient ;
    3. single-mode ;
    4. multi-mode.
  7. Optical signal attenuation in optical fibres and its causes :
    1. absorption ;
    2. Rayleigh scattering ;
    3. mode coupling ;
    4. bending of fibre ;
    5. losses at optical fibre connections .

Apparatus

  1. Semiconductor laser with power supply.
  2. Optical bench with a set of lenses.
  3. Multimode fibre (length 1000 m).
  4. Photodiode.
  5. Oscilloscope.
  6. IR converter.
  7. Tools for preparing fibres:
    1. fibre insulation stripper ;
    2. optical fibre cutting tool.

Literature

  1. J.  A. Buck – ”Fundamentals of Optical Fibers”, NJ :Wiley-Interscience, Hoboken 2004.
  2. W. S. C. Chang – ”Principles of Lasers and Optics”, Cambridge University Press, 2005.
  3. P. Halley – “Fiber Optic Systems”, John Wiley & Sons, Chichester 1987.
  4. PHYWE – “Laboratory Experiments Physics”, Optics, Fibre Optics 2.6.10–00 , 2010.
  5. Ch. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, 8th Edition, John Wiley & Sons, 2004.

0 komentarzy:

Dodaj komentarz

Chcesz się przyłączyć do dyskusji?
Feel free to contribute!

Dodaj komentarz