bsuir.info
БГУИР: Дистанционное и заочное обучение
(файловый архив)
Вход (быстрый)
Регистрация
Категории каталога
Другое [54]
Форма входа
Логин:
Пароль:
Поиск
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Файловый архив
Файлы » СРРиТ / ИКТ (ЦТР) » Другое

контрольная по ФМООС 24 вариант
Подробности о скачивании 19.01.2014, 13:49
Вариант №24.
Задача №1.
Рассчитать параметры полупроводникового лазера , – дифференциальный квантовый выход, ширину спектра излучения, – скорость модуляции. Построить ватт-амперную характеристику.
Исходные данные:












Решение:
Параметры полупроводникового лазера рассчитываются по следующим выражениям:
,
где – заряд электрона,
– вероятность излучаемой рекомбинации,
– коэффициент пропорциональности зависимости коэффициента усиления носителей,
– толщина активной области,
– ширина и длина активной j области,
– коэффициент оптического ограничения,
– концентрация носителей, при которой гасится поглощение между зонами и возникает усиление,
– потери в активной среде,
– коэффициентное отражение зеркал для полупроводникового лазера с резонатором Фабри-Перо,
– показатели преломления активной, пассивной и внешней среды соответственно.
Дифференциальный квантовый выход определяется выражением:

Ширина излучения спектра равна:

– длина волны,
– ширина запрещённой зоны материала полупроводника.
Максимальная скорость передачи, обеспечиваемая лазером, определяется частотой электронно-фотонного резонатора.











Задача №2.

Рассчитать потери в элементах волоконного тракта, потери в волноводном световоде,
потери в разъемных и неразъемных соединениях, потери при соединении источника излучения и волоконного световода.

Тип источника излучения – СИД (светоизлучающий диод)
Ширина спектра излучения
Тип волоконного световода – МС (многомодовый световод со ступенчатым профилем показателя преломления сердцевины)
Параметр G источника излучения 1
Среднее поперечное смещение в соединителях
Среднее угловое смещение в соединителях
Тип фотодетектора – PIN
Длина волны источника излучения
Диаметр сердцевины световода
Числовая апертура
Показатель преломления сердцевины
Разность показателей преломления сердцевины и оболочки
Потери на соединение световод – фотодетектор
Потери на разъёмных соединениях
Решение:
Затухание в соединениях определяется следующим выражением :
αi= αф+ αa+ αNa+ αd+ αD+ αθ+ αq, где
αф - затухание из-за френелевского отражения;
αa - затухание из-за различия радиусов соединяемых ВС;
αNa - затухание из-за различия в значениях числовых апертур;
αd - затухание из-за несоосности соединяемых ОВ;
αD - затухание из-за зазора между ОВ;
αθ - затухание из-за углового смещения;
αq - затухание из-за различного профиля волокна.
Соединение может быть разъемным и неразъемным (сварным). Неразъемные оптические соединения обеспечивают минимальный уровень оптических потерь в пределах 0,1...0,5 дБ в зависимости от типа волокна и технологии изготовления соединения. В этом случае затухание вследствие френелевского отражения и из-за зазора между волокнами равно нулю. Затухание из-за зазора между соединяемыми волокнами за малостью можно не учитывать также и в разъемных соединениях.
Относительная разность показателей преломления сердцевины и оболочки:

Затухание за счёт френелевского рассеяния:

Потери на соединениях для ступенчатого ВС:


Затухание в соединениях:

Затухание при возбуждении ВС от источника излучения:

Затухание за счёт поглощения:

– тангенс угла диэлектрических потерь

Собственное затухание:


Задача №3.
№5. Распространение гауссовых пучков в квадратичной среде.

Что произойдет, если направить гауссов пучок на линзу? Согласно классиче¬ским законам оптики, теоретически идеальная линза — это опти-ческая система, преобразующая одну сферическую волну в дру¬гую сферическую волну или (частный случай) плоскую волну в сферическую (рис. 3.1). Следовательно, идеальная линза представляет собой «устройство квадратичной задержки», та¬кое, что в каждой точке плоскости z = 0 формируемая ком¬плексная амплитуда приобретает фазовый множитель вида
.

Величина fназывается фокусным расстоянием линзы.Знак зависит от типа рассматриваемой линзы: собирающая (+) или рассеивающая (-).
Рассматриваемая линза идеальна в том плане, что: 1) она предполагается бесконечно тонкой; 2) она имеет бесконечно большую апертуру (ρ → ∞); 3) вносимый ею фазовый сдвигточно соответствует квадратичному закону,


Рисунок 3.1 – Идеальная линза как квадратичная линза задержки



Рисунок 3.2 – Фокусировка гауссова пучка



Рисунок 3.3 – Фокусировка гауссова пучка.
Вверху — короткофокусная линза: дифракционное пятно мало, но велика расходимость. Внизу — длиннофокусная линза: расходимость мала, но пучок плохо сфокусирован.

т. е. является пара¬болическим (а не сферическим, что не одно и то же); 4) она однозначно характеризуется радиусом кривизны ±f, который приобретает прошедшая через нее плоская волна.
Из этого очень легко получается схема фокусировки гауссова пучка. Направим плоскую волну с гауссовым распределе¬нием амплитуд на собирающую линзу (рис. 3.2). Достаточно представить себе, что на рис. 3.1 линза расположена справа, и изменить направление распространения волны на противоположное.
Радиус кривизны фронта волны, прошедшей сквозь линзу, будет равен R = f. Если предположить, что f >> z0 (а это условие практически всегда выполняется), то обращение выражения с учетом что даст ширину дифракционного пятна в фо¬кусе линзы:
,

На рис. 3.3 схематически показано соотношение между фокусировкой и расходимостью.

Литература
1. Алишев Я. В. Многоканальные системы передачи оптического диапазона. – Мн.: Выш. шк., 1986.- 238 с.
2. Алишев Я.В., Урядов В.Н., Синкевич В.И. Проектирование оптических систем передачи.- Мн.: МРТИ, 1991.-96 с.
3. Оптические системы передачи: Учебник для вузов/ Б.В. Скворцов, В.В. Иванов, В.В. Крухмалев и др.; Под ред. В.И. Иванова.- М.: Радио и связь.- 1994. - 224с.
4. Скляров О.К. Современные волоконно-оптические системы передачи - М.: Салон-Р, 2001г.-226с.
Категория: Другое | Добавил: horsecruz
Просмотров: 978 | Загрузок: 6
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]