HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 07. Ταχύτητα φάσης, ταχύτητα ομάδας και διασπορά. n 2 n O

Σχετικά έγγραφα
6η Διάλεξη Οπτικές ίνες

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

θ r θ i n 2 HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 03 - Γεωμετρική Οπτική& Οπτικές Ίνες Εφαρμογή της γεωμετρικής οπτικής στις οπτικές ίνες

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΚΥΜΑΤΑ

Γενικές εξετάσεις Φυσική Γ λυκείου θετικής και τεχνολογικής κατεύθυνσης

Περιεχόμενα διάλεξης

max 0 Eκφράστε την διαφορά των δύο θετικών λύσεων ώς πολλαπλάσιο του ω 0, B . Αναλύοντας το Β σε σειρά άπειρων όρων ώς προς γ/ω 0 ( σειρά

HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 12 Οπτικοί κυματοδηγοί

Η ΦΥΣΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣ. = 500 nm όταν διαδίδεται στο κενό. Δίνονται: η ταχύτητα του φωτός στο κενό c 0

ΕΙ ΙΚΑ ΚΕΦΑΛΑΙΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ & ΘΕΜΑΤΑ ΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΩΝ ΠΕΡΙΟ ΩΝ

r r r r r r r r r r r Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΠΑΛ (ΟΜΑ Α Β ) 2011

Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 5

ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ ΤΑΞΗ ΤΜΗΜΑ ΗΜ/ΝΙΑ ΚΥΡΙΑΚΗ 11/3/2012 ΧΡΟΝΟΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ: 10:30-13:30

r r r r r r r r r r r

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΟΡΟΣΗΜΟ ΓΛΥΦΑΔΑΣ. 7.1 Τι είναι το ταλαντούμενο ηλεκτρικό δίπολο; Πως παράγεται ένα ηλεκτρομαγνητικό

Φύση του φωτός. Θεωρούμε ότι το φως έχει διττή φύση: διαταραχή που διαδίδεται στο χώρο. μήκος κύματος φωτός. συχνότητα φωτός

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 21 Κυματική ΦΥΣ102 1

Περιεχόμενα διάλεξης

ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 4 ΣΕΛΙΔΕΣ

Κυματική οπτική. Συμβολή Περίθλαση Πόλωση

Όλα τα θέματα των εξετάσεων έως και το 2014 σε συμβολή, στάσιμα, ηλεκτρομαγνητικά κύματα, ανάκλαση - διάθλαση Η/Μ ΚΥΜΑΤΑ. Ερωτήσεις Πολλαπλής επιλογής

EΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΣΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΑΝΑΚΛΑΣΗ ΔΙΑΘΛΑΣΗ ΟΛΙΚΗ ΑΝΑΚΛΑΣΗ

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ΜΗΧΑΝΙΚΑ- ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ.

ΕΝΟΤΗΤΑ ΜΕΣΑ ΜΕΤΑΔΟΣΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Περιεχόμενα διάλεξης

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

r r r r r r r r r r r Μονάδες 5 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο : ΚΥΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΕΠΑΛΛΗΛΙΑ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΥΜΒΟΛΗ ΚΥΜΑΤΩΝ ΣΤΑΣΙΜΑ ΚΥΜΑΤΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

δ) Αν ένα σηµείο του θετικού ηµιάξονα ταλαντώνεται µε πλάτος, να υπολογίσετε την απόσταση του σηµείου αυτού από τον πλησιέστερο δεσµό. ΑΣΚΗΣΗ 4 Μονοχρ

Φυσικό Τμήμα Παν/μιο Ιωαννίνων - Ειδική Σχετικότητα - Λυμένα Προβλήματα - ΙII

ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Επειδή η χορδή ταλαντώνεται µε την θεµελιώδη συχνότητα θα ισχύει. Όπου L είναι το µήκος της χορδής. Εποµένως, =2 0,635 m 245 Hz =311 m/s

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

Μονάδες β. Μονάδες Μονάδες 5

4. Εισαγωγή στην Κυματική

r r r r r r r r r r r

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 - ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ

Συναρτήσεις Συσχέτισης

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 3, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων Η θεωρία του αιθέρα καταρρίπτεται από το πείραμα των Michelson και Morley

ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ ΤΟ ΥΛΙΚΟ ΕΧΕΙ ΑΝΤΛΗΘΕΙ ΑΠΟ ΤΑ ΨΗΦΙΑΚΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ ΒΟΗΘΗΜΑΤΑ ΤΟΥ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ ΠΑΙΔΕΙΑΣ.

Διαγώνισμα Φυσικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΝΩ ΣΤΑ ΚΥΜΑΤΑ (Εισαγωγή)

Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών. και Μετάδοσης

γ) Να σχεδιάσετε τις γραφικές παραστάσεις απομάκρυνσης - χρόνου, για τα σημεία Α, Β και Γ, τα οποία απέχουν από το ελεύθερο άκρο αντίστοιχα,,

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΟΠΤΙΚΗ ΦΩΤΟΜΕΤΡΙΑ. Φως... Φωτομετρικά μεγέθη - μονάδες Νόμοι Φωτισμού

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

Ανάλυση της κυματοδήγησης στις οπτικές ίνες με την ηλεκτρομαγνητική θεωρία

papost/

Σύγχρονη Φυσική 1, Διάλεξη 4, Τμήμα Φυσικής, Παν/μιο Ιωαννίνων Η Αρχές της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας και οι μετασχηματισμοί του Lorentz

Κεφάλαιο 2 ο Ενότητα 1 η : Μηχανικά Κύματα Θεωρία Γ Λυκείου

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 7: Μετασχηματισμός Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Φαινόμενο Doppler (Γ. Μ.) Φαινόμενο Doppler. Φαινόμενο Doppler είναι η διαφορά των συχνοτήτων που μετρούν οι παρατηρητές

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ/Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΧΕΙΜΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12/02/12 ΛΥΣΕΙΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗ ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ:ΝΙΚΟΛΑΣ ΚΙΜΠΙΖΗΣ ΝΙΚΟΛΑΣ ΠΑΞΙΝΟΣ

ΜΕΤΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΑΣΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΗΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ Φυσική Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΓΡΑΠΤΕΣ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΜΑΪΟΥ 2009

ΑΝΑΠΤΥΓΜA - ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ. Περιγράψουµε τον τρόπο ανάπτυξης σε σειρά Fourier ενός περιοδικού αναλογικού σήµατος.

H ΥΠΕΝΘΥΜΙΖΕΤΑΙ ΟΤΙ Η ΦΑΣΙΚΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΕΙΝΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΟΝΤΟΤΗΤΑ

ΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 (ΚΥΜΑΤΑ) ΚΥΡΙΑΚΗ 27 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ 5

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Η Φύση του Φωτός. Τα Δ Θεματα της τράπεζας θεμάτων

ΟΕΦΕ 2009 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΦΥΣΙΚΗ

Φυσική για Μηχανικούς

Κεφάλαιο 15 Κίνηση Κυµάτων. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Γιατί Διαμόρφωση; Μια κεραία για να είναι αποτελεσματική πρέπει να είναι περί το 1/10 του μήκους κύματος

Δομικά Υλικά Μάθημα ΙΙΙ. Ηχος & Ηχητικά Φαινόμενα

( ) ( ) ( )z. HMY Φωτονική. Διάλεξη 08 Οι εξισώσεις του Maxwell. r = A r. B r. ˆ det = Βαθμωτά και διανυσματικά μεγέθη

KYMATA Ανάκλαση - Μετάδοση

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ & ΨΗΦΙΑΚΩΝ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

2-1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2-2 ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΥΜΑΤΑ

Το στάσιμο κύμα είναι ειδική περίπτωση συμβολής

Φ Υ ΣΙΚ Η ΚΑ ΤΕ ΥΘ ΥΝ ΣΗ Σ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ

1 Ο ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ - ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΠΡΟΤΥΠΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΕΥΑΓΓΕΛΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΣΜΥΡΝΗΣ

ΘΕΜΑ Α. ηλεκτρική ισχύ. Αν στα άκρα του βραστήρα εφαρμόσουμε τριπλάσια τάση ( ), τότε η ισχύς που καταναλώνει γίνεται :

ΦΩΤΟΝΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Κεφάλαιο 3 ο : ΕΙΣΑΓΩΓΗ στις ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ. ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΚΥΜΑ και ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΙΑΜΟΡΦΩΣΗΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ ΤΟ ΦΩΣ

ΦΥΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ -ΤΡΕΧΟΝ ΚΥΜΑ

1) Κατά μήκος ενός γραμμικού μέσου διαδίδεται ένα αρμονικό κύμα της.δυο σημεία Κ και Λ του ελαστικού μέσου

2 ο ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ, ΔΙΚΤΥΑ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΝΩΝ

Περιεχόμενα διάλεξης

Φυσική για Μηχανικούς

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 8: Ιδιότητες του Μετασχηματισμού Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 03 ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Διάρκεια: 3ώρες ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5)

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 9: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΥΤΟΕΞΕΤΑΣΗΣ. 1) Nα αναφερθούν κάποια είδη πληροφοριών που χρησιμοποιούνται για επικοινωνία.

Φυσική για Μηχανικούς

1) Η εξάρτηση του δείκτη διάθλασης n από το μήκος κύματος για το κρύσταλλο του ιωδιούχου ρουβιδίου (RbI) παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα.

Transcript:

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου HMY 333 Φωτονική Διάλεξη 7 Ταχύτητα φάσης, ταχύτητα ομάδας και διασπορά Σε ένα μέσο διασποράς, όπως οι οπτικές ίνες, η μορφή του παλμού αλλάζει καθώς κινείται κατά μήκος του άξονα διάδοσης: Οπτικός παλμός Παραμορφώνεται με τη διάδοσή στην ίνα (βλέπουμε διεύρυνση) Μέσο με διασπορά Π.χ. μονότροπη οπτική ίνα z κατεύθυνση διάδοσης Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 3 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 4 Ήδη έχουμε δει το θέμα της διασποράς για πολύτροπες οπτικές ίνες 3 O Έστω και αν δεν υπάρχει όμως πολύτροπη διασπορά, το γεγονός ότι ακόμα και το λέιζερ δεν είναι μονοχρωματική πηγή και ότι ο δείκτης διάθλασης μεταβάλλεται με το μήκος κύματος θα οδηγήσει σε διασπορά (δηλαδή χρωματική διασπορά). Αυτή η μορφή της διεύρυνσης του παλμού μπορεί να εξηγηθεί με την γεωμετρική οπτική. Το πιο κάτω απλό μοντέλο προβλέπει πως οι μονότροπες ίνες, όπως πιο κάτω δεν έχουν διασπορά, και όντως δεν υπάρχει πολύτροπη διασπορά O U. of Washio Oial fibre z

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 5 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 6 Ταχύτητα ομάδας και ταχύτητα φάσης Όλες οι οπτικές πηγές (ακόμα και τα λέιζερ) έχουν ένα ορισμένο εύρος φάσματος: Ένταση (αυθαίρετες μονάδες) Iesiy (arbirary uis) Φασματικό εύρος : seral widh, FWHM Μήκος κύματος μέγιστης έντασης Κάθε μήκος κύματος «βλέπει» μια διαφορετική τιμή δείκτη διάθλασης, και άρα ταξιδεύει και με διαφορετική ταχύτητα στο μέσο: Η σχέση που συνδέει το δείκτη διάθλασης και το μήκος κύματος είναι μη γραμμική Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 7 Παρά το ότι δουλεύουμε με μήκη κύματος αντί με συχνότητα, για την συζήτηση που ακολουθεί είναι πιο βολικό να χρησιμοποιήσουμε την έννοια της συχνότητας. Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 8 Το φως είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα. Θεωρούμε ότι το ηλεκτρικό πεδίο είναι ένα ημιτονοειδές οδεύον κύμα (στην κατεύθυνση + z), και για ένα συγκεκριμένο μήκος κύματος, έχουμε: Iesiy (arbirary uis) ( z, ) ( z ) () ( f) () (3) (4) σταθερά φάσης γωνιακή συχνότητα ταχύτητα φάσης = - Προς το παρόν, υποθέτουμε ότι η οπτική πηγή εκπέμπει δύο συχνότητες, με πολύ μικρή διαφορά μεταξύ τους. / / free sae hase a

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 9 Το ηλεκτρικό πεδίο είναι ημιτονοειδές και κάθετο στον άξονα και τη διεύθυνση διάδοσης. Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου Εάν πάρουμε την απλοποιημένη περίπτωση που προυποθέτει ότι η πηγή μας εκπέμπει δύο πολύ κοντινές συχνότητες ω και ω, τα αντίστοιχα κύματα είναι: ( z ) ( z ) Δύο κύματα που έχουν κοντινές συχνότητες x z Η επαλληλία αυτών των δύο κυμάτων μας δίνει το συνολικό κύμα: ( z ) ( z ) (5) Η συνολική κυματομορφή Επαλληλία των δυο κυμάτων Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου Καταστροφική συμβολή Εποικοδομητική συμβολή Χρησιμοποιώντας την τριγωνομετρική ταυτότητα: ( ) ( ) παίρνουμε: z z (6) ( z ) ( z ) z z z

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 3 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 4 z z Εάν οι συχνότητες είναι πολύ κοντά η μια στην άλλη τότε: (7) Άρα η τυπική μορφή του είναι: z z NVLOP Περιβάλλουσα CARRIR Φορέας Modulaio frequey = Συχνότητα διαμόρφωσης Carrier frequey = Συχνότητα φέροντος Normalised field Η επαλληλία δύο κυμάτων είναι παρόμοια με τη διαμόρφωση πλάτους - ime Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 5 z z Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 6 z z NVLOP Περιβάλλουσα CARRIR Φορέας NVLOP Περιβάλλουσα CARRIR Φορέας Ταχύτητα του «φέροντος» είναι: Ταχύτητα της «περιβάλλουσας» είναι: Phase eloiy Ταχύτητα φάσης (8) d d Grou eloiy Ταχύτητα ομάδας (9)

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 7 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 8 Το σήμα διαδίδεται με ταχύτητα ομάδας. Η περιβάλλουσα αντιπροσωπεύει την μέγιστη τιμή του πλάτους του κύματος σε κάθε χρονική στιγμή. Normalised field - ime hs://www.youube.om/wah?=lm9q-bea Από (8): Αντικαθιστώντας στην (9): Τώρα, = /, άρα: d d d d d d d d d d d d () () Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 9 Εάν, λοιπόν, οι ταχύτητες ομάδας και φάσης είναι ίσες, τότε η περιβάλλουσα θα ταξιδέυει με την ίδια ταχύτητα όπως και το φέρον κύμα, και ως εκ τούτου δεν θα υπάρχει διασπορά. Από την εξίσωση (), αυτό υπονοεί ότι η ταχύτητα φάσης δεν πρέπει να εξαρτάται από το μήκος κύματος εάν θέλουμε να πετύχουμε διάδοση χωρίς διασπορά. Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου Η γραφική παράσταση μεταξύ ω και ονομάζεται σχέση διασποράς. Από την (9), η κλίση αυτής της γραφικής παράστασης μας δίνει την ταχύτητα ομάδας: o disersio Χωρίς διασπορά disersio Διασπορά x x x d d x x

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου Στην κανονική διασπορά, η ταχύτητα ομάδας είναι μικρότερη από την ταχύτητα φάσης. Στην ανώμαλη διασπορά, η ταχύτητα ομάδας υπερβαίνει την ταχύτητα φάσης. aomalous disersio Ανώμαλη διασπορά ormal disersio Κανονική διασπορά Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 3 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 4 Πακέτο κυμάτων Προηγουμένως θεωρήσαμε ότι εκπέμπονται μόνο δύο πολύ κοντινές συχνότητες (μέσα στην ομάδα), από μία οπτική πηγή (πχ. ένα λέιζερ): Iesiy (arbirary uis) Θα εξετάσουμε τώρα ολόκληρο το φάσμα. δ Πακέτο κυμάτων Ένας παλμός που συνίσταται από πολλά κύματα Εάν λάβουμε υπόψη όλο το φάσμα που εκπέμπεται από μια πηγή, μπορούμε και πάλι να πάρουμε ένα κύμα με μια ταχύτητα ομάδος όπως είχαμε και προηγουμένως.

,5,5 -,5 - -,5,5,5 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 5 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 6 Μετασχηματισμός Fourier f ( ) F( j ) e d F( ) f ( ) e j d () Στο πεδίο χρόνου Στο πεδίο συχνότητας UCSD F() Το φάσμα της οπτικής πηγής έχει γκαουσιανή μορφή - ea frequey + Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 7 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 8 Το F() είναι ίσο με κάποιο φάσμα G(ω) το οποίο έχει το ίδιο σχήμα αλλά το κέντρο του είναι στο ω = αντί στο ω : Άρα: f ( ) ( ) e j (6) G() F() Αντιστοιχεί σε μια ημιτονοειδή καμπύλη με συχνότητα - Έχουμε, F ) G( ) ( - (3) + Κρουστική απόκρουση (imulse resose) του: G() F( ) f ( ) e d G( ) ( ) e j ( ) j j j ( ) e e d (4) (5) d δίνει: () Ο μετασχηματισμός Fourier ενός γκαουσιανού παλμού είναι επίσης γκαουσιανής μορφής

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 9 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 3 Με άλλα λόγια, η κρουστική απόκριση (imulse resose) που σχετίζεται με την οπτική πηγή παίρνει τη μορφή ενός διαμορφωμένου κυματοπακέτου (modulaed waeae): Θεωρήστε ότι ένας οπτικός παλμός μπαίνει μέσα σε μια μονότροπη οπτική ίνα. Λόγω του φασματικού εύρους της πηγής, αυτός ο παλμός αποτελείται από μια ομάδα από μήκη κύματος τα οποία ταξιδεύουν με ταχύτητα ομάδας: () Οπτική ισχύς d d f () Μήκος κύματος Αυτό το κυματοπακέτο αντιπροσωπεύει ένα παλμό φωτός που εκπέμπεται από την πηγή, και περιέχει έναν αριθμό από συχνότητες (μήκη κύματος). Τώρα πρέπει να εξετάσουμε τι θα συμβεί στην ταχύτητα ομάδος αυτού του παλμού καθώς διαδίδεται μέσα στην οπτική ίνα. απόσταση Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 3 Άρα ο χρόνος που χρειάζεται η κυματοομάδα να ταξιδέψει απόσταση L μέσα στην ίνα δίδεται από την καθυστέρηση ομάδας : L d L d (7) Καθυστέρηση ομάδας Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 3 Η εξίσωση (9) δείχνει ότι η καθυστέρηση ομάδας ανά μονάδα μήκους εξαρτάται από το και το d/dω. Εξαρτάται επίσης από την συχνότητα ω. Προτιμούμε όμως να δουλεύουμε με το μήκος κύματος λ: αντί... Η ταχύτητα φάσης του κεντρικού μήκους κύματος λ δίδεται από: (8) Λόγω της αντίστροφης σχέσης μεταξύ της συχνότητας και του μήκους κύματος ( = f = /), θα περιμέναμε ότι: Αντικαθιστώντας την (8) στην (7): d d L d d (9) L d d Ας αποδείξουμε αυτή τη σχέση... d d ()

Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 33 Παραγώγιση της (): f f d d d L d d d d d d d Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 34 Δείκτης διάθλασης ομάδας (Grou idex) Φανταστείτε ότι έχουμε μια ίνα με δ.δ. πυρήνα. Σε αυτή την περίπτωση, Εάν μεταδίδεται ένα φάσμα από μήκη κύματος, τότε μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η ομάδα που προκύπτει συναντά ένα δ.δ. ομάδας, ο οποίος ορίζεται ως: d d () () (3) Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 35 Uiersiy of Cyrus Πανεπιστήμιο Κύπρου 36 L d d (4) d d d d Ο δ.δ. εξαρτάται από το μήκος κύματος Miimum Σημείο ελάχιστου d d d d disersio Poi of ifleio Σημείο καμπής d d Ο δείκτης διάθλασης ομάδας εξαρτάται επίσης από το μήκος κύματος d d d d (5).3 m Για το γυαλί πυριτίου: Στα.3 m, ο δείκτης διάθλασης έχει σημείο καμπής, ο ομαδικός δ.δ. είναι ελάχιστος, άρα η ταχύτητα ομάδας είναι μέγιστη.