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

34 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

6793. ВЫПРЯМИТЕЛЬ СО СГЛАЖИВАЮЩИМИ ФИЛЬТРАМИ 160.5 KB
  ВЫПРЯМИТЕЛЬ СО СГЛАЖИВАЮЩИМИ ФИЛЬТРАМИ Цель работы - изучение принципа действия и экспериментальные исследования однофазного маломощного выпрямителя с простейшими сглаживающими фильтрами. 1.1 Основные положения Для питания постоянным током разл...
6794. УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ 139 KB
  УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ Цель работы - ознакомление с принципом работы и экспериментальное исследование характеристик однофазного управляемого выпрямителя на тиристорах при различных видах нагрузки. 2.1 Основные положения Для регулирования выпря...
6795. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ 126 KB
  ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ Цель работы - исследование рабочего участка вольт-амперной характеристики полупроводникового стабилитрона, изучение основных характеристик параметрического и компенсационного стабилизаторов напряжения и определен...
6796. Усилители постоянного тока 121.5 KB
  Усилители постоянного тока Цель работы - изучение принципа работы простейшей схемы дифференциального усилителя и экспериментальное определение его параметров ознакомление с работой операционного усилителя (ОУ) и экспериментальное определение е...
6797. Усилительные каскады на транзисторах 135.5 KB
  Усилительные каскады на транзисторах Цель работы - исследование одиночных усилительных каскадов RC-типа на биполярном и полевом транзисторах исследование характеристик и определение параметров изучаемых усилителей. 5.1 Основные положения Усилители ...
6798. Аналоговые схемы на операционных усилителях 146.5 KB
  Аналоговые схемы на операционных усилителях Цель работы - изучение некоторых схем включения операционного усилителя для обработки аналоговых сигналов определение характеристик и параметров инвертирующего и неинвертирующего усилителей, сумматор...
6799. Импульсные схемы на операционных усилителях 123.5 KB
  Импульсные схемы на операционных усилителях Цель работы - изучение принципа работы компаратора и триггера Шмитта на операционном усилителе исследование и определение параметров схем мультивибратора, одновибратора и генератора треугольных импульсов...
6800. Генераторы импульсов на транзисторах и интегральных микросхемах 98 KB
  Генераторы импульсов на транзисторах и интегральных микросхемах Цель работы - ознакомление с принципом работы мультивибратора на биполярных транзисторах и определение его параметров изучение принципа работы мультивибратора, одновибратора и генерато...
6801. Электронная таблица Microsoft Office 40 KB
  Электронная таблица MicrosoftOffice Задание: Построить таблицу значений координат двух графиков F1 и F2. По полученной таблице создать диаграмму с тремя графиками: F1, F2 и их суммы. Найти среднее значение на заданном диапазоне для каждо...