18137

Фокон, как один из элементов ВОЛС

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лекция 3. Фокон как один из элементов ВОЛС Как оптический элемент фокон имеет важное значение. Он может быть применен для согласования источника излучения и световода световода и фотоприемника соединения световодов разных диаметров между собой и в других функциона

Русский

2013-07-06

501.69 KB

35 чел.

Лекция 3.

Фокон, как один из элементов ВОЛС

Как оптический элемент, фокон имеет важное значение. Он может быть применен для согласования источника излучения и световода, световода и фотоприемника, соединения световодов разных диаметров между собой и в других функциональных элементах ВОЛС.

Основными геометрическими характеристиками фоконов являются:

  1.  числовая апертура;
  2.  угол при вершине образующего конуса;
  3.  коэффициент концентрации энергии.

Конструктивно фокон может быть трех типов:

  1.  полый металлический конус;
  2.  стеклянный конус без оболочки;
  3.  стеклянный конус с покрытием.

На рисунке 3.1. показан ход лучей в пустотелом металлическом фоконе.

Рис.3.1. Ход лучей в пустотелом металлическом фоконе

Для определения числовой апертуры металлического фокона можно воспользоваться следующим построением (см. рис. 3.2).

Рис.3.2. К определению числовой апертуры металлического фокона

Построение на рисунке показывает развертку фокона при каждом новом отражении. Если луч остается внутри развертки, то он не выйдет за пределы фокона.

Для упрощенного определения числовой апертуры можно воспользоваться построением, показанным на рисунке 3.3. Для этого необходимо построить окружность с центром в вершине фокона радиусом .  Угол наклона прямой, проходящей через центр входного торца фокона, и касательной к построенной окружности определяет апертуру фокона.

Рис.3.3. К упрощенному определению числовой апертуры металлического фокона

Синус апертурного угла, как следует из построения (рис. 3.3), равен:

    (3.1)

где:

и - диаметры торцов на входе и выходе фокона соответственно;

– длина фокона.

Для фокона соблюдается условие синусов:

        (3.2)

где:

и показатели преломления  на входе и выходе фокона.

Из (3.2)  при , получим:

        (3.3)

На рисунке 3.4 показан ход лучей в стеклянном фоконе.

Рис. 3.4. Ход лучей в стеклянном фоконе

Для определения числовой апертуры стеклянного фокона пользуются построением, показанным на рисунке 3.5.

Рис.3.5. К определению числовой апертуры стеклянного фокона

ПВО при - ном отражении будет иметь место при:

         (3.4)

где:

– количество (номер) отражений;

– угол при вершине фокона;

– критический угол падения на границу сердечник – покрытие, равный:

          (3.5)

Для луча, выходящего из второго торца фокона, угол падения на торцевую поверхность должен быть меньше критического, равного:

       (3.6)

где:

– критический угол падения на границу выходной торец – окружающая среда, равный:

           (3.7)

где:

– показатель преломления среды за выходным торцом фокона.

Можно определить угол при вершине конического фокона, при котором луч выходит за пределы фокона:

   (3.8)

Приведенное соотношение позволяет определить числовую апертуру стеклянного фокона:

   (3.9)

где:

и показатели преломления сердцевины и покрытия фокона.

Стеклянный фокон без оболочки имеет числовую апертуру:

    (3.10)

где:

– показатель преломления материала фокона.

Коэффициент концентрации энергии фоконом, равен:

         (3.11)

Количество отражений, которое испытывает произвольный луч, распространяющийся в фоконе, определяется из соотношения:

         (3.12)

где:

и – апертуры лучей на входе и выходе фокона.

Длина пути луча внутри фокона равна:

     (3.13)

где:

 – длина фокона

и – апертуры лучей на входе и выходе фокона.

– угол преломления для угла


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34342. Технология производства и экономическая эффективность выпуска и использования пластмасс 30.5 KB
  Технология производства и экономическая эффективность выпуска и использования пластмасс. Изделия из пластмасс наиболее часто получают методами горячего прессования литья под давлением экструзии выдувания обработки резанием. Прессование применяется главным образом для переработки термореактивных пластмасс. термореактивная смола переводится в плавкое состояние при котором и происходит вторая стадия процесса формование; затем происходит реакция поликонденсации и пластмасса отверждается становясь неплавкой и нерастворимой.
34343. Сырьевые материалы и основы производства резины 28 KB
  Резину изготавливают с помощью вулканизации. В результате вулканизации каучук превращается в прочную эластичную упругую массу – резину. В результате вулканизации молекулы каучука сливаются между собой дисульфидными мостиками в одну трехмерную макромолекулу. Большую роль играют так называемые ускорители вулканизации – органические соединения содержащие серу или азот меркаптобензтиазол дифенилгуанидин и др.
34344. Основные свойства и назначения природных и искусственных строительных материалов 21 KB
  Основные свойства и назначения природных и искусственных строительных материалов. Основные свойства строительных материалов можно разделить на несколько групп. К 1ой группе относятся физические свойства материалов: плотность и пористость. Ко 2й свойства характеризующие устойчивость материала к воздействию воды и низких температур: водопоглощение влажность влагоотдача гигроскопичность водопроницаемость водо морозостойкость.
34345. Классификация и свойства керамических материалов 21.5 KB
  Классификация и свойства керамических материалов Керамические строительные материалы – это искусственные каменные изделия получаемые из глиняных масс с добавками или без добавок других материалов путем формования и последующего обжига. Керамические материалы и изделия классифицируются по различным признакам. В зависимости от структуры керамические материалы разделяют на две основные группы: Плотные спекшиеся имеющие блестящий раковистый излом не пропускающие воду с водопоглощением менее 5 клинкерный кирпич для мощения дорог плитки для...
34346. Технология производства керамического кирпича 23 KB
  Технология производства керамического кирпича Несмотря на обширный ассортимент разнообразие форм и свойств керамических изделий основные этапы их производства являются общими и включают следующие стадии: Карьерные работы добыча транспортирование и хранение запаса глин подготовку глиняной массы формование изделий сушку отформованных изделий обжиг высушенных изделий обработку изделий глазурование ангобирование и прочее и упаковку. Формование изделий осуществляется преимущественно на прессах: при первом способе подготовке глиняной...
34347. Основные свойства, классификация и назначение стеклянных изделий 22 KB
  Материалы и изделия из стекла применяемые в строительстве в зависимости от назначения разделяются на следующие группы: Материалы для заполнения проемов зданий и сооружений – наиболее обширная группа строительных материалов из стекла включающая листовые стекла различных видов и стеклопакеты; в свою очередь листовое стекло подразделяется на листовое оконное витринное полированное и неполированное армированное узорчатое увиолевое трехслойное закаленное и др.; Материалы для строительных конструкций – профильное стекло стеклоблоки;...
34348. Производство листового стекла, труб 24 KB
  Производство листового стекла труб. Это изделие из стекла в виде плоских листов отношение толщины которых к длине сравнительно невелико и составляет приблизительно 015 15. Стекольной промышленностью вырабатывается широкий ассортимент листового стекла: обычное оконное витринное полированное и неполированное армированное узорчатое увиолевое трехслойное и др. Производство строительного стекла включает следующие основные операции: подготовку сырьевых материалов приготовление стекольной шихты варку стекла формование изделий отжиг...
34349. Технология производства сортового и тарного стекла 21 KB
  Сфе изделия поступают на отжиг вырабатывают изделия бригадным способом. При механическом сплавах для формирования машины производятся изделия прем.
34350. Сравнительная экономическая оценка разных видов стекла 22.5 KB
  Сравнительная экономическая оценка разных видов стекла. Основными направлениями интенсификации прва стекла являются:1дальнейшие автоматизации техн прв; 2 расширение ассортимента и повышение качества стекла; 3реконструкция действующей прти; ;4 совершенствования техн прва стр стекла. Усовершенствование методов варки стекла предполагает увеличение площади покрытия пламенем зеркала шихты и стекломассы применением печей новых типов. велики амортизационные отчисления при его производстве – высокая стоимость оборудования для флотационного...