Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого»

Институт электроники и телекоммуникаций

Высшая школа космических технологий и прикладной физики

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Элементная база волоконно-оптических систем»

Вариант 3

Выполнили

студенты гр. 4941102/20701: Кузнецов М. Н.

Истоминский В. Е.

Ключникова Е. Л.

Руководитель,

Профессор Лиокумович Л.Б.

Санкт-Петербург

2022

Табл.1. Исходные данные.

d, мкм	∆,%	L,км	Τи,нс	∆λ, нм	ППП	мода
6	0,1	10	0.1	0,005	Ступенька	LP22

Часть 1. Рабочая длина волны

1. 
   Расчет нормированной частоты
   

Если сердцевина сделана из кварца, то = 1.48

(1.7)

Для того, чтобы найти , требуется найти длину волны отсечки



(1.7)

Частота отсечки для ступенчатого волокна



Следовательно, :



Нормированная частота равна:

2. 
   Поле основной моды
   

- Оценка MFD

---

8.2 мкм (1.43)

- Оценки доли мощности излучения моды в сердцевине

% (1.45)

Получается, что 18% распространяется в оболочке

3. 
   Расчет постоянной распространения β
   

Сначала рассчитаем волновой коэффициент



Нормированная постоянная распространения b:

(1.15)

4. 
   Дисперсия
   

- Расчет коэффициента внутримодовой дисперсии D

Первое слагаемое в формуле для коэффициента преломления определяет материальную дисперсию (рис.1) График зависимости коэффициента хроматической дисперсии от длины волны изображен на рис.2.



Где рассчитывается по формуле:





Рис. 1. Зависимость материальной дисперсии от длины волны



Рис. 2. Зависимость коэффициента хроматической дисперсии от длины волны

- Оценка уширения импульса света в данном волокне

5. 
   Построение поперечной зависимости интенсивности основной моды
   

- Строгое распределение (в области сердцевины)

Строгое распределение (в области сердцевины:

(1.12)

Где

Нормируем интенсивность на максимум: , график распределения изображен на рис 3



Рис. 3. Распределение интенсивности в сердцевине волокна

---

- Приближенное распределение

Приближенное распределение (в области 1,5∙d_c)

Используется распределение вида . График распределения изображен на рис. 4.



Рис. 4. Приближенное распределение интенсивности

6. 
   Какому оптическому диапазону соответствует длина волны
   

Рис. 5. Оптические диапазоны длин волн



Длина волны соответствует средней области инфракрасного излучения.

Часть 2. Рабочая длинна .

1. 
   Расчет нормированной частоты
   

Для того, чтобы найти , требуется найти длину волны отсечки





Частота отсечки для ступенчатого волокна

2. 
   Расчет числовой апертуры
   

(1.32)

3. 
   Параметры распространения мод:
   

– Оценка числа распространяющихся мод

(1.30)

– Оценка числа модовых групп

4. 
   Построение поперечной зависимости интенсивности указанной в таблице моды для области сердцевины
   

---

Как видно на рисунке, обозначенная в задании мода LP22 не возбуждается при захвате излучения с длиной волны данным волокном



Рис.6. Зависимость нормированной постоянной распространения b от
нормированной частоты V

Для построения поперечной зависимости интенсивности выбрали другую моду – LP21. График распределения изображен на рис.7.



Рис.7. Строгое распределение интенсивности LP21 моды в сердцевине волокна

5. 
   Параметры модовой дисперсии.
   

– Оценка коэффициента модовой дисперсии.



– Параметр широкополосности F [МГц∙км].



– Уширение импульса света (при равномерном РММ) [пс].



– Оценка полосы пропускания данного волокна [МГц].

6. 
   Какому оптическому диапазону соответствует длина волны 2?
   

Рис. 8. Оптические диапазоны длин волн



Длина волны соответствует ближней области ультрафиолетового излучения

---

Смотрите также файлы

• Задание Составьте варианты систематизации периферийных устройств компьютера с точки зрения их функционального назначения.doc

• Элементы внутреннего интерфейса пк.docx

• Малімні атыжні Б. М. Айтмакушева.docx

• Судороги Актуальность и значимость синдрома.pptx

• Дріс 1 Мамандыы жалпы медицина Кафедра.pptx