Bài giảng THÔNG TIN QUANG - Chương 2 pptx

Chương 2: Cơ sở thông tin quang Nguyễn Thị Quỳnh Hoa Khoa Công Nghệ, Đại học Vinh... Cấu tạo và phân loại sợi quang Cấu tạo: Gồm 2 lớp - lõi core: n1 - vỏ cladding: n2  Phân loại: - Sợ

Chương 2: Cơ sở thông tin quang

Nguyễn Thị Quỳnh Hoa

Khoa Công Nghệ, Đại học Vinh

Nội dung



 Cơ sở thông tin quang Cơ sở thông tin quang



 Sợi quangSợi quang



 Nguồn quangNguồn quang



 Bộ thu quangBộ thu quang

Cấu tạo và phân loại sợi quang

 Cấu tạo: Gồm 2 lớp

- lõi (core): n1

- vỏ (cladding): n2

 Phân loại:

- Sợi quang chiết suất nhảy

bậc đơn mode (SISM)

- Sợi quang chiết suất liên

tục đơn mode (GISM)

- Sợi quang chiết suất liên

tục đơn mode (GISM)

Sợi quang chiết suất nhảy bậc Sợi quang chiết suất liên tục

Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang

 Nguyên lý phản xạ toàn phần:

1 sin 1 2 sin 2

n  n 

Tia tới

Tia ph ản xạ Tia khúc xạ

n 1

n 2

Đinh lý Snel:

 Để:



n   n 

1

2

n

2 1 n1 n2

2



1



2

1

n

Góc tới phải lớn hơn góc giới hạn

Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang

 Truyền dẫn ánh sáng trong sợi

quang chiết suất nhảy bậc:

n1 = c/v

Trong đó n 1 : chiết suất của lõi sợi quang

c: vận tốc ánh sáng v: vận tốc truyền trong môi trường

Sợi SI không thể dùng để truyền tín

hiệu với tốc độ cao qua cự ly dài

Hai tia truyền với quãng đường khác

nhau, cùng một tốc độ truyền  Hiện

tượng tán sắc

Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang

Ảnh hưởng của hiện tượng tán sắc

Khái niệm mode và phương trình xác định mode truyền dẫn, số lượng mode tối đa:

 Mode truyền dẫn: là cách thức phân bố theo không gian của năng

lượng quang học trong một hay nhiều chiều tọa độ

 Phương trình xác định mode truyền dẫn:

1

2 2

os

n d

m c



Trong đó n1, d : chiết suất và đường kính của lõi sợi quang

: bước sóng ánh sáng trong không khí : góc dịch pha khi phản xạ



0



m

2 ( / ) os

( / )

n d c

m





 





1 m

0

2

c

m







2 ;m 1

 Số lượng mode tối đa được truyền:

2

2

d NA

NM   



Khái niệm mode và phương trình xác định mode truyền dẫn, số lượng mode tối đa:

 Điều kiện để sợi quang chiết suất nhảy bậc chỉ truyền dẫn đơn mode:

- Tần số chuẩn hóa (V):

2

d



2, 45

V  : Đơn mode

Sự truyền dẫn ánh sáng trong sợi quang

 Sợi quang chiết suất liên tục:

 Quãng đường truyền khác nhau

có tốc độ truyền khác nhau  giảm

tán sắc

Suy hao trong sợi quang

Hệ số suy hao:

Pout Pin

Các nguyên nhân gây suy hao trong sợi quang

 Suy hao do hấp thụ

 Suy hao do tán xạ

Suy hao trong sợi quang

Các nguyên nhân gây tán sắc trong sợi quang

 Tán sắc mode

 Tán sắc thể

 Tán sắc chất liệu