Bài giảng môn Sợi quang học

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

110
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Sợi quang học cung cấp cho các bạn những kiến thức về cấu tạo và phân loại sợi quang, công nghệ chế tạo sợi quang, cách thu nhận sóng quang, nguyên tắc hoạt động - ứng dụng của sợi quang, cấu tạo và nguyên tác hoạt động của Leed.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Sợi quang học

SỢI QUANG HỌC
CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI SỢI QUANG CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SỢI QUANG CÁCH THU NHẬN SÓNG QUANG NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG _ỨNG DỤNG CỦA SỢI QUANG CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TÁC HOẠT ĐỘNG CỦA LEED
II, coâng ngheä cheá taïo sôïi quang,toån hao vaø caùch khaùc phuïc Sợi quang được cấu tạo từ hai phần : lõi và vỏ Trong công nghệ chế tạo và về mặt vật liệu thì hai phần đó được chế tạo đồng thời và liên tục về mặt vật liệu Sự khác nhau về chiết suất trong hai phần đó được thực hiện bằng cách thay đổi nồng độ phụ gia Công nghệ chế tạo sợi quang được chia làm hai giai đoạn : giai đoạn chế tạo phôi (perform) và ơi5 Giai đoạn chế tạo phôi bằng phương Vapors: SiCl 4 + GeCl 4 + O 2 pháp CVD : Fuel: H 2 Dòng khí mang H2 thổi qua các bình đựng Burner SiCl4 và GeCl4 để tạo dòng hơi Deposited soot Dòng hơi hỗn hợp này được khống chế và điều chỉnh được thổi qua một ống thạch Target rod anh Các hạt SiCl4 pha tạp GeO2 ngưng tụ lên Deposited Ge doped SiO Rotate mandrel thành ống làm cho thành ống dày lên dần 2 Ta có một phôi với sự phân bố chiết suất (a) cần theo thiết kế
Giai đoạn kéo sợi Từ các thỏi phôi người ta kéo ra các Drying gases Porous soot sợi quang có phân bố chiết suất theo preform with hole thiết kế trước Furnace Sợi quang được kéo xuống phía dưới Preform Furnace được bọc lớp bảo vệ polime (jacket) (b) Clear solid (c) Drawn fiber glass preform
III,Nguyên tắc hoạt động 1, Sự Lan Truyền Sóng Theo Phương Trình Sóng Điện Từ:  2  2 2  n (r )   (r , t )   (r , t )  c2 t 2 (1) 2  n ( r )   Phương trình sóng là: 2 f 1 2 f 2  2 2 0 x v t Nghiệm phương trình trên là: (2) ˆ f ( x, t )  Re{ f ( k ,  )e i ( kx t ) }
Khảo sát sự lan truyền sóng điện từ trong không gian hai môi trường đồng nhất c K’’ v ’’   k  ’,’ c v'  ’  K’ Ta có k sin   k ' sin  '  k ' ' sin  ' '
Vì k=k’’ , =’’ n  n '   sin  k v n '    sin  ' k ' v ' n Nếu ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn (n>n’) sang môi trường có chiết suất nhỏ thì: sin  ' n  1 sin  n ' n sin=1 töùc laø sin’=1 hay ’=/2 n' sin=n’/n ,  goïi laø goùc tôùi haïn Khi ta tăng  lên thì xảy ra hiên tượng phản xạ toàn phần
2 ,Phương Pháp Quang Học Tia (ray optics). Trong phương pháp này, ánh sáng lan truyền theo trục x được xem như sóng phăng mặt (y,z) a, Điều Kiện Phản Xạ Toàn Phần : Để ánh sáng truyền đi trong sợi, nó phải thỏa điều kiện phản xạ toàn phần: 2 n2 n1 1 n2 0 Theo định luật khúc xa Snell: sin  0 n1   sin  0  n1 sin 1 sin 1 n0 sin 1 n2  sin  2 n1
2 n2 1 n1 n2 0 khi  0 nhỏ thì tia sáng đi vào trong sợi nó chỉ xảy ra hiện tượng khúc xạ ở mặt phân cách khi  0 tăng lên để cho đạt đến góc tới hạn của hiện tượng phản xạ toàn phần bên trong mặt phân cách n1_ n2 n1 1  arcsin( ) n2 sin  2 sin 1 n0  hay  0  arcsin( n2 / n0 ) sin 1 sin  0 n2
b, Ñieàu Kieän Giao Thoa: Ñeå traùnh söï trieät tieâu naêng löôïng quang do söï giao thoa cuûa caùc soùng tôùi vaø soùng phaûn xaï treân maët bieân cuõa loûi hai soùng phaûi coù ñoä leäch pha giöûa hai ñieåm A,B phaûi baèng moät laàn 2 2 n2 n1 A B n2 2 2n1 d   2  2m 0 cos  m n1 Chiết suất của lõi  Là góc dịch phan khi phản xạ 0 Bước sóng ánh sáng trong không khi  m ứng với mode được phép
c, Điều kiện biên: Aùnh sáng lan truyền liên tục phản xạ toàn phần tại mặt biên của lõi Cho nên cường độ điện trường tại mặt biên phải bằng 0 do giao thoa giữa sóng tới và sóng phản xạ Nhưng vì n1 gần bằng n2 nên điện trường không thể bằng 0 mà có giá trị thấp m m d sin  m  d cos  m  m / 2 Với m=0,1,2…
bộ nôi Light n1 Light n3 Sợi quang DFB Diode laser bộ lọc sóng n1 Light n3 detector
D, Ứng dụng: Sợi quang có rất nhiều ứng dụng trong khoa học kỷ thuật ngày nay Ngành thông tin liên lạc hay các hệ thống bên trong mạng máy tính sử dụng các sợi cáp quang để tăng nhanh thời gian chuyển thông tin dùng cho việc vận hành và sắp xếp các tệp tin. chuyển được các cuộc gọi điện thoại và các chương trình truyền hình. Sợi quang dựoc dùng trong y học như dể hiển thị hình ảnh, chẩn đoán và chữa bệnh. Dùng sợi quang luồn sâu vào nhiều bộ phận bên trong cơ thể con người mà bác sĩ không thể thâm nhập bằng các phương pháp khác. Làm vật dụng trang trí trong nhà