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

37 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

4186. Властивості напівпровідникових кристалів 724.5 KB
  Явища переносу в напівпровідниках Кінетичне рівняння Больцмана В рівноважних умовах розподіл електронів ідеальної кристалічної гратки по енергіях описується (§ 2.1) функцією ФерміДірака f(E) (чи МаксвеллаБольцмана для невиродженого електронного газу...
4187. Україна козацькаконспект. Довідник з історії України для студентів всіх спеціальностей УДУВГП 241.5 KB
  Вступ Козацький період в історії України (ХVІ – ХVІІІ ст.) надзвичайно важливий для розуміння складних державотворчих і націєтворчих процесів, що відбувалися на наших землях протягом багатьох століть, і які, на жаль, залишаються незавершеними щ...
4188. Корреспонденция – жанр-гибрид 65.5 KB
  Корреспонденция – жанр-гибрид Создание журналистского произведения всегда обусловлено рядом взаимозависимых процессов, к которым можно отнести поиск и рождение темы будущей публикации, формирование и разработку замысла конкретного произведения...
4189. Теория длинных волн Н.Д. Кондратьева 127.5 KB
  Введение. Я выбрала курсовую работу по теме: Теория длинных волн Н.Д. Кондратьева. Эта тема меня заинтересовала тем, что во-первых, спады и подъемы в экономической жизни любой страны всегда наблюдались и наблюдаются в наши дни. Мне захотелось самой...
4190. Предмет исследования экономической теории и ее функции 43.73 KB
  Введение Первым поводом к изучению экономической теории является то, что эта теория дело с такими проблемами, которые касаются нас всех без исключения: какие виды работ нужно выполнять Как они оплачиваются сколько товаров можно купить на доллар за...
4191. Методы нормирования оборотных средств предприятия 64 KB
  Введение Каждое предприятие, начиная свою производственно-хозяйственную деятельность, должно располагать определённой денежной суммой. На эти денежные ресурсы предприятие закупает на рынке или у других предприятий по договорам сырьё, материалы, топл...
4192. Концепции современного естествознания. Теория большого взрыва 140.5 KB
  Сценарий Большого взрыва Как и любая схема, претендующая на объяснение данных о спектре микроволнового космического излучения, химического состава догалактического вещества и иерархии масштабов космических структур, стандартная модель эволюции Вселе...
4193. Классный час. О чем поют птицы. Экологическая беседа 622.5 KB
  Цель: развивать у детей интерес к жизни птиц, в частности, к их голосам формировать умение вслушиваться в их звуковые сигналы воспитывать любовь к природе, бережное заботливое отношение к птицам. Оборудование: запись «Голоса птиц», таблицы с изобр...
4194. Табличний процесор Excel 667 KB
  Табличний процесор Excel Мета: Нагадати і закріпити принципи обробки даних, принципи побудови діаграм і графіків, принципи систематизації та аналізу даних, поданих у таблиці, розвивати вміння використовувати електронні таблиці в навчальній діяльност...