intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang: Chương 2 - HV Bưu chính viễn thông

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:46

Thêm vào BST
Báo xấu
202
lượt xem 47
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 2 Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang trình bày các vấn đề cơ bản của phần sợi quang như: Cấu trúc và phân loại sợi quang, mô tả quang hình quá trình truyền ánh sáng trong sợi quang truyền sóng ánh sáng trong sợi quang, các tham số cơ bản của sợi, suy hao tán sắc hiệu ứng phi tuyến một số loại sợi quang mới cáp sợi quang.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở truyền thông sợi quang: Chương 2 - HV Bưu chính viễn thông

  1. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN CƠ SỞ TRUYỀN THÔNG SỢI QUANG Bộ môn: Thông tin quang - Khoa VT1 Năm biên soạn: 2010
  2. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG Nội dung 1 Tổng quan về kỹ thuật thông tin quang 2 Sợi quang Chương 3 Bộ phát quang 4 Bộ thu quang 5 Một số vấn đề trong thiết kế truyền TTQ đơn kênh điểm – điểm www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 2
  3. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG SỢI QUANG  Cấu trúc và phân loại sợi quang  Mô tả quang hình quá trình truyền ánh sáng trong sợi quang  Truyền sóng ánh sáng trong sợi quang  Các tham số cơ bản của sợi  Suy hao  Tán sắc  Hiệu ứng phi tuyến  Một số loại sợi quang mới  Cáp sợi quang www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 3
  4. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI SỢI (1)  Sîi quang: Lµ èng dÉn sãng cã kh¶ n¨ng mang th«ng tin d­íi d¹ng ¸nh s¸ng. KÝch th­íc rất nhá. Professor Charles Kao ph¸t minh ra sîi quang, nhËn gi¶I th­ëng IEE tõ Pro. J ohn Midwinter. (1998 at IEE Savoy Place, London, UK) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 4
  5. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI SỢI (2)  CÊu tróc sîi quang: . CÊu tróc h×nh trô, ®­îc chÕ t¹o tõ vËt liÖu trong suèt . Lâi sîi cã chiÕt suÊt n1 . Vá sîi cã chiÕt suÊt n2
  6. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI SỢI (3)  Ph©n lo¹i sîi quang: • Dùa theo vËt liÖu chÕ t¹o: thuû tinh hoÆc chÊt dÎo hoÆc thuû tinh ®a thµnh phÇn • Dùa theo mÆt c¾t chiÕt suÊt: chiÕt suÊt bËc (SI) hoÆc chiÕt suÊt biÕn ®æi (GI) • Dùa theo sè l­îng mode truyÒn: ®a mode (MM) hoÆc ®¬n mode (SM) • Dùa theo c¸c chøc n¨ng ®Æc biÖt www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 6
  7. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG CẤU TRÚC VÀ PHÂN LOẠI SỢI (4)  C¸c lo¹i sîi quang sö dông trong VT: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 7
  8. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG MÔ TẢ QUANG HÌNH (1)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®a mode bËc (MM-SI) Sîi truyÒn nhiÒu mode (coi mçi mode lµ mét tia s¸ng øng víi mét gãc lan truyÒn cho phÐp). www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 8
  9. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG MÔ TẢ QUANG HÌNH (2)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®a mode bËc (MM-SI) Quü ®¹o c¸c tia lan truyÒn cã d¹ng zigzag, gåm 2 lo¹i tia: tia kinh tuyÕn (a) vµ tia nghiªng hoÆc tia xo¾n (b). www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 9
  10. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG MÔ TẢ QUANG HÌNH (3)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®a mode bËc (MM-SI) •KhÈu ®é sè NA: •Sè l­îng mode truyÒn M V2/2 trong ®ã V =2 .a.NA/ •T¸n s¾c mode lín Giíi h¹n dung l­îng mang th«ng tin cña sîi www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 10
  11. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG MÔ TẢ QUANG HÌNH (4)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®a mode graded (MM-GI) n1 1 (r / a ) ;          r a •MÆt c¾t chiÕt suÊt:n( r ) n1 (1 ) n2 ;            r a Trong ®ã: a - b¸n kÝnh lâi, lµ hÖ sè mÆt c¾t x¸c ®Þnh d¹ng biÕn ®æi chiÕt suÊt trong lâi, =2 t­¬ng øng víi mÆt c¾t parabol. •Sîi truyÒn nhiÒu mode hoÆc vµ còng cã 2 lo¹i tia: tia kinh tuyÕn vµ tia nghiªng hoÆc tia xo¾n •Quü ®¹o c¸c tia lan truyÒn cã d¹ng ®­êng cong h×nh sin do bÞ ®æi h­íng liªn tôc khi truyÒn trong sîi. Víi =2, quü ®¹o c¸c tia cã thÓ m« t¶ r =rocos(pz)+(ro’/p)sin(pz) khi r
  12. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG MÔ TẢ QUANG HÌNH (5)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®a mode graded (MM-GI) •Sè l­îng mode truyÒn M V2/4 trong ®ã V =2 .a.NA/ •T¸n s¾c mode nhá h¬n nhiÒu so víi sîi SI T¨ng dung l­îng mang th«ng tin cña sîi www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 12
  13. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TRUYỀN SÓNG ÁNH SÁNG TRONG SỢI (1)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®¬n mode (SM) •MÆt c¾t chiÕt suÊt th­êng cã d¹ng SI •KÝch th­íc sîi bÐ, ®é lÖch chiÕt suÊt nhá •Sîi chØ truyÒn mét mode •Kh«ng cã t¸n s¾c mode •§Ó hiÓu ®Æc tÝnh truyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®¬n mode ph¶i sö dông lý thuyÕt truyÒn sãng. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 13
  14. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TRUYỀN SÓNG ÁNH SÁNG TRONG SỢI (2)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®¬n mode (SM) Hệ ph­¬ng tr×nh Maxwell: . Sîi quang: vËt liÖu c¸ch ®iÖn, ®¼ng h­íng vµ tuyÕn tÝnh . Qu¸ tr×nh truyÒn sãng ¸nh s¸ng trong säi quang tu©n theo c¸c ph­¬ng tr×nh Maxwell: (2.1) (2.2) (2.3) (2.4) . MËt ®é th«ng l­îng quan hÖ víi c¸c vect¬tr­êng (2.5) (2.6) . P vµ M lµ c¸c ph©n cùc ®iÖn vµ tõ t­¬ng øng, ë sîi quang M =0 www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 14
  15. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TRUYỀN SÓNG ÁNH SÁNG TRONG SỢI (3)  TruyÒn ¸nh s¸ng trong sîi ®¬n mode (SM) Ph­¬ng tr×nh sãng ®Æc tr­ng cho sîi quang: . Tõ c¸c ph­¬ng tr×nh Maxwell, lÊy curl ptr (2.1) vµ sö dông ptr (2.2), (2.5), (2.6) thu ®­îc ph­¬ng tr×nh sãng: (2.7) . Tæng céng cã 3 thµnh phÇn . T­¬ng tù ta còng cã (2.8) . Gi¶i c¸c ph­¬ng tr×nh sãng (2.7), (2.8) thu ®­îc c¸c mode trong sîi quang. www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 15
  16. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TRUYỀN SÓNG ÁNH SÁNG TRONG SỢI (4)  C¸c mode trong sîi quang: . Trong sîi quang cã c¸c mode sau: - Mode  dß : Giam h·m mét phÇn trong lâi vµ suy hao do bøc x¹ c«ng suÊt khái lâi khi lan truyÒn bëi hiÖu øng xuyªn ngÇm cña sîi (fiber-tunnel effect) hoÆc bÊt k×mode cã - Mode  bø c x¹: kh«ng bÞ giam h·m ë lâi, n»m ngoµi gãc nhËn cùc ®¹i cña sîi vµ bÞ khóc x¹ khái lâi - Mode dÉn: c¸c mode cã hÖ sè truyÒn dÉn . XÐt sîi SI vµ chuyÓn sang to¹ ®é trô: www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 16
  17. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TRUYỀN SÓNG ÁNH SÁNG TRONG SỢI (5)  Sîi ®¬n mode: . ChØ truyÒn 1 mode c¬b¶n duy nhÊt, mode LP 01 hoÆc 2 HE 11 . §iÒu kiÖn ®¬n mode: V
  18. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TRUYỀN SÓNG ÁNH SÁNG TRONG SỢI (6)  Sîi ®¬n mode: . DiÖn tÝch hiÖu dông (spot size): (2.12) . HÖ sè giam h·m: (2.13) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 18
  19. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TÁN SẮC TRONG SỢI QUANG (1)  Kh¸i niÖm: . T¸n s¾c trong sîi quang g©y ra sù d·n réng xung ¸nh s¸ng khi lan truyÒn. . C¸c lo¹i t¸n s¾c quan träng: - T¸n s¾c mode - T¸n s¾c vËt liÖu - T¸n s¾c èng dÉn sãng - T¸n s¾c mode ph©n cùc dz =n /c . VËn tèc pha: vp (2.14) dt k d k = /c . VËn tèc nhãm: vg (2.15) d 1 d 1d . §é trÔ nhãm: hay (2.16) vg d c dk www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 19
  20. BÀI GIẢNG MÔN KỸ THUẬT THÔNG TIN QUANG TÁN SẮC TRONG SỢI QUANG (2)  T¸n s¾c mode: . Nguyªn nh©n: - Sîi truyÒn nhiÒu mode - Mçi mode truyÒn cã vËn tèc nhãm kh¸c nhau (mçi mode cã h»ng sè lan truyÒn kh¸c nhau) LÖch thêi gian truyÒn g©y ra t¸n s¾c mode . §èi víi sîi MM-SI: §é lÖch thêi gian truyÒn gi÷a tia ng¾n nhÊt (mode bËc thÊp nhÊt) vµ tia dµi nhÊt (mode bËc cao nhÊt). (2.17) www.ptit.edu.vn BỘ MÔN: THÔNG TIN QUANG - KHOA VT1 Trang 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1