Lumina ca undă electromagnetică (ecuaţiile lui Maxwell, ecuaţia undelor, parametrii de propagare) Elemente de fotometrie şi radiometrie (mărimi

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Lumina ca undă electromagnetică (ecuaţiile lui Maxwell, ecuaţia undelor, parametrii de propagare) Elemente de fotometrie şi radiometrie (mărimi"

Υγίνος Γεννάδιος
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Curs /2012

2 Lumina ca undă electromagnetică (ecuaţiile lui Maxwell, ecuaţia undelor, parametrii de propagare) Elemente de fotometrie şi radiometrie (mărimi energetice/luminoase) Fibra optică (realizare, principiu de funcţionare, atenuare, dispersie, banda de frecvenţă) Cabluri optice (tehnologie, conectori, lipire - splice) Proiectare sistemică a legăturii pe fibra optică (bandă de frecvenţă, balanţa puterilor) Emiţătoare optice (LED şi dioda laser - realizare fizică şi functionare) Receptoare optice (dioda PIN, dioda cu avalanşă - realizare fizică şi functionare) Amplificatoare transimpedanţă (parametri, scheme tipice, TIA în buclă deschisă, cu reacţie, diferenţiale, control automat al câştigului) Realizarea circuitelor pentru controlul emiţătoarelor optice (parametri, scheme tipice, controlul puterii, multiplexoare) Dispozitive optice pasive (birefrigenţa, cristale active optic, efectul electrooptic, dispozitive magneto-optice, fotorezistoare)

http://rf-opto.etc.tuiasi.ro Irinel Casian-Botez, "Structuri Optoelectronice", Ed.

3 Irinel Casian-Botez, "Structuri Optoelectronice", Ed. "CANOVA", Iasi 2001, ISBN Behzad Razavi Design of Integrated Circuits for Optical Communications, Mc Graw Hill IBM - Understanding Optical Communications: on-line Radu Damian, I Casian, D Matăsaru - Comunicatii Optice, Indrumar de laborator, 2005

4 Curs an IV μe Luni E 66% din nota probleme + 1 subiect teorie toate materialele permise Laborator an IV μe, an IV Tc Luni Marti L 33% din nota L = C 0.45(0.9) Abs

6 RF-OPTO Fotografie de trimis prin necesara la laborator/curs

Universitatea nu e pentru mase locul de unde emana cunoasterea, ci un obstacol intre individ si diploma pe care i-a harazit-o destinul Universitatea fiind ceva care se interpune in mod imoral

9 Universitatea nu e pentru mase locul de unde emana cunoasterea, ci un obstacol intre individ si diploma pe care i-a harazit-o destinul Universitatea fiind ceva care se interpune in mod imoral intre individ si dreptul lui natural de a fi diplomat, individul are obligatia morala sa triumfe asupra universitatii prin orice mijloace Sursa citat: Internet, user: un student batran si plesuv

10 subiecte individuale Note 2007: 9.67±0.66/8.81± : 6.24±1.36/ 4.82± : 5.10± : 3.89±1.32 La prima aplicare (neanuntata) 50% din studenti au parasit examenul in primele 10 minute 50% din cei ramasi nu au promovat promovabilitate totala 25%, rata contestatiilor: 0% Urmatoarele examinari (anuntate) rata contestatiilor: 0%

12 Capitolul 1

Incarcare relativă 50 Total: 35%/an 40 30 20 10

13 Incarcare relativă 50 Total: 35%/an Voce: 10%/an Sursa: An

19 Greutate şi volum Costul materialelor primare SiO 2 /Cu Capacitate de transmisie a informaţiei km, 240km Banda (Viteza) x Distanţă [MHz km] [? MHz/km] Lipsa conexiunilor electrice Bucle de masă (1-2V/km) Siguranţă în exploatare Imunitate la fulgere/lipsa scânteilor

20 Imunitate la interferenţă electromagnetică Distanta între repetoare 100km/2-5km Posibilitate de creştere a capacităţii de transmisie a informaţiei Teoretic extrem de mare (aproape infinită) Reutilizarea cablurilor existente Securitate Interceptare dificilă şi detectabilă Inserare de semnal practic imposibilă

RL +0.00 dbm 5.0 db/div Canale: 16 Spaţiere: 0.

21 RL dbm 5.0 db/div Canale: 16 Spaţiere: 0.8 nm Emisie spontană Amplificată (ASE) 1545 nm 1565 nm

22 Conexiuni complexe şi esenţiale Costul circuitelor integrate cresut considerabil de cuplarea luminii in fibra Curbarea cablurilor optice Dezvoltarea greoaie a standardelor Optica folosită strict pentru transmisie (aproape) EDFA - Erbidium Dopped Fiber Amplifier Sensibilitate la radiaţii gama şi câmpuri electrice intense Rozătoare şi termite

23 SUA Europa

26 Frecvenţă Lungime de undă 1.6 (vid) Longhaul Telecom Regional Telecom Local Area Networks Infrarosu Apropiat nm nm UV THz µm 850 nm Laseri HeNe 633 nm CD Player 780 nm

27 850nm, 1310nm, 1550nm

28 Undă electromagnetică Ecuaţiile lui Maxwell λ, ε, ω, f Teoria cuantică Benzi energetice E = h ν fotoni, emisie stimulată, LASER Optică geometrică n, θ raze de lumină intuitivă Banda de conductie n 0 n 1 Banda interzisa n Banda 0 de valenta

29 Dispersie Fibre monomod Interferenta Polarizare

35 db = 10 log 10 (P 2 / P 1 ) dbm = 10 log 10 (P / 1 mw) 0 db = db = (+2.3%) + 3 db = db = db = 10-3 db = db = db = db = dbm = 1 mw 3 dbm = 2 mw 5 dbm = 3 mw 10 dbm = 10 mw 20 dbm = 100 mw -3 dbm = 0.5 mw -10 dbm = 100 W -30 dbm = 1 W -60 dbm = 1 nw [dbm] + [db] = [dbm] [dbm/hz] + [db] = [dbm/hz] [x] + [db] = [x]

37 Capitolul 2

38 B E t H D B J D t 0 t J Ecuatii constitutive D B J E H E In vid ,85410 H 12 m F m 1 c 2, m 0 0 s

X Simplificarea ecuatiilor lui Maxwell jt X X 0e j X g t f t e 2 2 E H 2 1 E E j J H 2 H J 0 jt dt f t g 2 2 2 E E 2 H H

39 X Simplificarea ecuatiilor lui Maxwell jt X X 0e j X g t f t e 2 2 E H 2 1 E E j J H 2 H J 0 jt dt f t g E E 2 H H 0 0 e j t d Ecuaţiile Helmoltz sau ecuaţiile de propagare Mediu lipsit de sarcini electrice 2 2 j γ Constanta de propagare

40 Camp electric dupa directia Oy, propagare dupa directia Oz z z y e E e E E j j 2 Exista numai unda progresiva E + => A z j y e A E Camp armonic z t j z y e A e E Amplitudine Atenuare Propagare (variatie in timp si spatiu) Propagare Polarizare circulara

41 E y A e H x E j H j E y Mediu fara pierderi, σ = 0 E H y x j Impedanta intrinseca a mediului z j t z punctele de faza constanta: t z const e Viteza de faza Viteza de grup v v g dz dt dz dt 1 d d in medii dispersive unde β = β(ω)

42 In vid c 0 f v v g c 0 T 2 1 c0 2, m 1 f 0 0 s Periodicitate in spatiu Periodicitate in timp In mediu nedispersiv ε r c n r r 0 Indice de refractie al mediului T c 0 r 2 1 f 2 c0 c n c f c 0 0 n f n

In medii dispersive β = β(ω), n = n(ω) d dn n c c n d d d d 1 ) / ( 1 m s d dn n c d d d d ) / ( 1 2 2 2 2 2 m s d n d c d dn d n d d dn c d d D Dispersia se exprima

43 In medii dispersive β = β(ω), n = n(ω) d dn n c c n d d d d 1 ) / ( 1 m s d dn n c d d d d ) / ( m s d n d c d dn d n d d dn c d d D Dispersia se exprima de obicei in ps/nm/km si permite aflarea intarzierilor aparute intre moduri (latirea impulsurilor) pentru o anumita latime spectrala si o anumita distanta parcursa L D

45 Viteza de faza viteza cu care circula energia Viteza de grup viteza cu care circcula informatia

46 n 1, 1 S C l h S 1, 1 S 0 n 2, 2 a) b) h 2, 2 n n E1 E2 0 H1 H J S 2 n n D1 D S B B

47 Laboratorul de microunde si optoelectronica

Σχετικά έγγραφα

Lumina ca undă electromagnetică (ecuaţiile lui Maxwell, ecuaţia undelor, parametrii de propagare) Elemente de fotometrie şi radiometrie (mărimi

Curs 1 2012/2013 Lumina ca undă electromagnetică (ecuaţiile lui Maxwell, ecuaţia undelor, parametrii de propagare) Elemente de fotometrie şi radiometrie (mărimi energetice/luminoase) Fibra optică (realizare,