Cuprins
- INTRODUCERE 4
- PARTEA I - NOŢIUNI TEORETICE FUNDAMENTALE 7
- 1. UNDE ELECTROMAGNETICE 8
- 1.1. Ecuaţiile lui Maxwell. Câmp electromagnetic 8
- 1.1.1. Ecuaţiile lui Maxwell 8
- 1.1.2. Câmp electromagnetic; energia câmpului electromagnetic 9
- 1.2. Unda electromagnetică. Ecuaţia de propagare. Proprietăţi 10
- 1.2.1. Ecuaţia de propagare a undelor electromagnetice 10
- 1.2.2. Proprietăţile undelor electromagnetice 11
- 1.2.3. Spectrul undelor electromagnetice 14
- 1.2.4. Starea de polarizare a undelor electromagnetice 21
- 1.3. Reflexia şi refracţia undelor electromagnetice 25
- 1.4. Formulele lui Fresnel 27
- 1.4.1. Consecinţe ale formulelor lui Fresnel 30
- 1.5. Absorbţia, difuzia şi dispersia luminii 39
- 1.5.1. Absorbţia luminii 39
- 1.5.2. Difuzia (împrăştierea) luminii 41
- 1.5.3. Dispersia luminii 42
- 1.6. Birefringenţa 50
- 1.7. Fenomene optice neliniare 53
- 1.7.1. Consideraţii generale 53
- 1.7.2. Generarea armonicii a doua 57
- 1.7.3. Armonici superioare 59
- 1.7.4. Oscilaţii optice parametrice 60
- 2. EMISIA STIMULATĂ A RADIAŢIEI ELECTROMAGNETICE. EFECTUL LASER 62
- 2.1. Emisia stimulată a radiaţiei electromagnetice 62
- 2.2. Proprietăţile radiaţiei laser 67
- 2.2.1. Monocromaticitatea 67
- 2.2.2. Coerenţa 67
- 2.2.3. Directivitatea 68
- 2.2.4. Intensitatea 68
- 2.3. Laseri cu mai multe niveluri energetice 69
- 2.3.1. Laserul cu trei niveluri 69
- 2.3.2. Laserul cu patru niveluri 69
- 2.4. Sistemul laser 70
- 2.4.1. Mediul activ laser 71
- 2.4.2. Mecanismul de excitaţie 72
- 2.4.3. Mecanismul de reacţie 74
- 2.4.4. Cuplajul de ieşire 74
- 2.5. Cavităţi optice şi moduri laser 75
- 2.5.1. Unde staţionare 75
- 2.5.2. Moduri longitudinale în laser 77
- 2.5.3. Moduri transversale în laser 81
- 2.5.4. Cavităţi optice specifice laserilor 82
- 2.5.5. Criteriul stabilităţii cavităţii 86
- 2.6. Tipuri de laseri 88
- 3. GHIDUL DE UNDĂ DIELECTRIC CIRCULAR 90
- 3.1. Concepte şi terminologie 90
- 3.2. Moduri în fibra optică 92
- 3.3. Fibra monomod 95
- 3.4. Metoda WKB şi câmpuri în înveliş 98
- 3.5. Dispersia intramodală şi dispersia intermodală 102
- 3.6. Perturbaţii în ghidul de undă 107
- 4. FENOMENE OPTICE ÎN SEMICONDUCTORI 110
- 4.1. Efectul fotoelectric intern 110
- 4.2. Gropi de potenţial cuantice semiconductoare 113
- PARTEA A II-A – DISPOZITIVE OPTOELECTRONICE 118
- 5. FIBRE OPTICE 119
- 5.1. Proprietăţi; propagarea luminii în fibra optică 119
- 5.1.1. Noţiuni de bază 119
- 5.1.2. Propagarea luminii în fibra optică cu profilul indicelui în treaptă 124
- 5.1.3. Propagarea luminii în fibra optică cu profilul indicelui în gradient 125
- 5.1.4. Tipuri de undă (moduri) în conductorul optic 126
- 5.2. Parametrii de bază ai conductoarelor optice 129
- 5.2.1. Frecvenţa şi lungimea de undă critice 130
- 5.2.2. Atenuarea în conductoarele optice 131
- 5.2.3. Dispersia semnalului în conductoarele optice 133
- 5.3. Fabricarea şi proprietăţile fibrelor optice 137
- 5.3.1. Tehnici de topire 138
- 5.3.2. Prepararea fibrelor bogate în oxid de siliciu 140
- 5.3.3. Absorbţia şi difuzia 144
- 5.3.4. Caracteristici ale indicelui de refracţie 147
- 5.3.5. Rezistenţa la rupere a fibrei 151
Extras din curs
Introducere
Optoelectronica este o disciplină aflată în plină evoluţie, care descrie fenomene şi aplicaţii ce implică atât electronica, dar şi optica, adică electroni şi fotoni. În ultimii 30-40 de ani au avut loc progrese uriaşe în optoelectronică, datorită în primul rând dezvoltării rapide a reţelelor de comunicaţii optice. Deşi acestea reprezintă o aplicaţie importantă a optoelectronicii, ea nu este singura. Există numeroase altele, dintre care majoritatea sunt deja la dispoziţia publicului larg: aparatură de redare şi înregistrare CD şi DVD, monitoare şi dispozitive de afişare, camere digitale, dispozitive în infraroşu etc. Nu există o distincţie clară între termenii „optoelectronică” şi „fotonică”, deşi cel din urmă priveşte fenomenele şi aplicaţiile care implică fotoni, fără o legătură obligatorie cu electronica.
În prezent, optoelectronica priveşte mai multe categorii funcţionale, dintre care cele mai importante sunt:
- generarea luminii,
- modularea luminii,
- transmisia luminii şi conectarea între diverse dispozitive,
- amplificarea luminii,
- comutarea luminii,
- izolarea luminii,
- filtrarea luminii,
- multiplexarea şi demultiplexarea în lungime de undă a luminii,
- detecţia luminii
Dispozitivele corespunzătoare care implementează aceste funcţii sunt emiţătoare (surse) de lumină, modulatoare (modulează lumina conform informaţiei codate aplicate la terminalul de intrare electrică), ghiduri de undă, conectoare (permit cuplarea între diferite medii de propagare a luminii sau alte dispozitive şi componente în mod eficient şi sigur), amplificatoare optice (amplifică semnalul optic ce a fost atenuat ca urmare a propagării prin mediul de transmisie), comutatoare optice (permit liniei optice să fie comutată la diferite locaţii, de exemplu când apare o întrerupere pe calea normală şi este nevoie de comutarea pe o legătură de rezervă), izolatoare optice (permit semnalului optic să se propage numai într-un singur sens, prevenind întoarcerea semnalului amplificat spre emiţător), filtre optice (permit trecerea unei radiaţii luminoase de o anumită lungime de undă sau, dimpotrivă, blocarea trecerii alteia), multiplexoare şi demultiplexoare, detectoare şi altele.
O segmentare în trei funcţii optoelectronice permite studiul celei mai mari părţi a componentelor optoelectronice:
Dintre aplicaţiile cele mai importante ale optoelectronicii, se pot sublinia câteva, aşa cum se poate vedea în schema de mai jos:
Una dintre aplicaţiile cele mai importante ale optoelectronicii este reprezentată de telecomunicaţiile optice. Nevoia de noi servicii face ca acest domeniu să avanseze permanent, în scopul dezvoltării unor reţele metropolitane şi locale eficiente.
Reţelele sunt astăzi clasificate în funcţie de distanţa geografică pe care acestea o acoperă:
• reţele de distanţă foarte lungă ( 600 km)
• reţele de distanţă lungă (500 ÷ 600 km între regeneratoarele de semnal)
• reţele metropolitane DWDM (până la 150 km)
• reţele intermediare (40 ÷ 80 km)
• reţele de distanţă foarte scurtă (2 ÷ 40 km)
• reţele de distanţă foarte scurtă (< 2 km)
Construcţia reţelelor metropolitane este considerat în prezent sectorul cel mai activ în domeniul telecomunicaţiilor optice. Principalele dezvoltări în curs pentru a răspunde nevoilor reţelelor metropolitane sunt :
1. Dezvoltarea dispozitivelor VCSEL. În prezent, acestea emit la 850 şi 1300 nm şi sunt, din acest motiv, rezervate pentru reţelele de distanţă scurtă de tip MAN sau LAN. Sursele la 1550 nm sunt rezervate pentru reţelele WAN. Rămân totuşi unele probleme de rezolvat, cum ar fi: emisia la 1550 nm, polarizarea rotatorie, puterea mică.
2. Dezvoltarea sistemelor CWDM. Costul scăzut al acestei tehnologii este o alter¬nativă interesantă la DWDM pentru aplicaţiile metropolitane. Spaţieirea tipică a canalelor CWDM est de 20 nm pentru un număr de canale sub 16. Diferenţa de cost faţă de DWDM est de ordinul 4 ÷ 5.
3. Optica integrată pe sticlă
Preview document
Conținut arhivă zip
- Optoelectronica.doc
Alții au mai descărcat și
Jonctiunea p-n la echilibru termic. În practica se utilizeaza numeroase dispozitive electronice obtinute prin alaturarea de regiuni...
Tranzistoare MOS cu canal initial Sunt dispozitive electronice la care conductia curentului are loc la suprafata semiconductorului respectiv....
1. Notiuni generale 1.1. Sistemul de radiocomunicatie - în cadrul sistemului de radiocomunicatie, transmiterea informatiei se realizeaza...
Vibratiile sunt fenomene dinamice care iau nastere în medii elastice sau cvasielastice, datorita unei excitatii locale, care se manifesta prin...
Notiuni fundamentale : Viteza, prin definitie, este o marime vectoriala. Daca directia (suportul) de deplasare a corpului în miscare este data,...
Elemente sensibile pneumatice pentru controlul dimensional Controlul dimensional este un domeniu în care utilizarea dispozitivelor pneumatice...
9.2.2 Tipuri de marci tensometrice si caracteristicile acestora Principalele caracteristici ale MT sunt determinate de natura materialului din...
Te-ar putea interesa și
1. Introducere Avand diferite stari, anumiti atomi nanoclusteri de Agn prezinta un comportament de molecula cu o vizibila fluorescenta si cu...
ARGUMENT In acest proiect am studiat dispozitivele optoelectronice. Dispozitivele optoelectronice reprezinta o categorie de dispozitive...
1. Introducere Una dintre cele mai importante realizări în domeniul comunicaţiilor este crearea Sistemelor de Transmisiune prin Fibră Optică...
Sistemele de transmisiune a informaţiei prin fibre optice (STIFO). STIFO reprezintă un ansamblu de mijloace tehnice care asigură organizarea...
Introducere Elaborarea şi utilizarea sistemelor optoelectronice a primei generaţii s-a început din momentul inventării şi producerii laserului în...
1. INTRODUCERE Electronica, alături de informatica, este unul din dintre domeniile cele mai dinamice din mecatronică. Dezvoltarea electronicii s-a...
Introducere. Senzorii reprezinta o prelungire a organelor noastre de simt si principala sursa de informatie pentru creierul uman, dar si pentru...
I. Introducere Principalele tendinte actuale ale programelor de cercetare stiintifica in domeniul materialelor semiconductoare cu proprietati...