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

39 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

17461. Этапы проектирования ИС с применением UML 347.5 KB
  Лекция №12 Этапы проектирования ИС с применением UML. Основные типы UMLдиаграмм используемые в проектировании информационных систем. Взаимосвязи между диаграммами. Поддержка UML итеративного процесса проектирования ИС. Этапы проектирования ИС: моделирование бизнеспреце...
17462. Информационное обеспечение (ИО) АИС 95.5 KB
  Информационное обеспечение ИО АИС Цели изучения темы общеобразовательная прочное усвоение знаний об информационном обеспечении ИО АИС; развивающая развитие логического мышления; воспитательная формирование представлений о значении информационного...
17463. История создания и развития автоматизированных информационных систем 87.5 KB
  История создания и развития автоматизированных информационных систем Цели изучения темы общеобразовательная прочное усвоение теоретических основ АИС; развивающая развитие логического мышления; воспитательная формирование представлений об основах АИ...
17464. Информация и информационные системы. Основные понятия и классификация 156 KB
  Лекция №1 Тема: Информация и информационные системы. Основные понятия и классификация Прежде чем перейти к рассмотрению предмета информационные системы следует разобраться как в истории вопроса так и найти его место в общем контексте процессов и задач информат
17465. Экспертные системы. Подсистемы ЭКС 66 KB
  Лекция №10 Экспертные системы Идея подобных систем способных сделать знания специалистов экспертов достоянием пользователей зародилась в 50 60е гг. XX в. По мнению многих исследователей экспертные системы ЭС являются наиболее перспективным и быстроразвивающимся н...
17466. Обеспечивающие компоненты (подсистемы) АИС 114.5 KB
  Лекция №3 Обеспечивающие компоненты подсистемы АИС Важным аспектом рассмотрения АИС является описание структуры обеспечивающих подсистем табл. 1.10 соответствующая вышеупомянутым компонентам техническим программным информационным средствам интегрированным ...
17467. Программное обеспечение (ПО, software) АИС 74.5 KB
  Лекция №4 Программное обеспечение Программное обеспечение ПО software является следующей компонентой обеспечения АИС и разделяется на три группы [6 29 30]: операционные системы operating system ОС; системы программирования application development system software development system СП; ...
17468. Состав и структура информационного обеспечения АИС 68 KB
  Состав и структура информационного обеспечения АИС Информационное обеспечение АИС включает в себя две компоненты: /. Лингвистическое обеспечение ЛО к которому относятся: форматная база типы форматы структуры информации данных записей документов; лексиче
17469. Структуры баз данных 129.5 KB
  Лекция №6 Структуры баз данных Рассмотрим вкратце обобщенные логическую и физическую структуры БД. Логическая структура БД Логическая структура рис. 1.19 предполагает следующие уровни рассмотрения БД: база данных database включает одну или несколько подбаз