42474

Дослідження джерел оптичного випромінювання

Лабораторная работа

Физика

Львів 2010 Мета роботи Дослідження оптоелектронного модуля МПД 1 1Б та ознайомлення з основними характеристиками напів провідникових джерел оптичного випромінювання що використовуються у волоконнооптичних системах передачі інформації. LSER Light mplifiction by Stimulted Emission of Rdition підсилення світла за допомогою вимушеного випромінювання пристрій для генерування або підсилення монохроматичного світла створення вузького пучка світла здатного поширюватися на великі відстані без розсіювання і створювати винятково велику...

Украинкский

2013-10-29

275 KB

1 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет “Львівська політехніка”

Кафедра “Телекомунікації”

Лабораторна робота № 4

Дослідження джерел оптичного випромінювання.

Виконав:

Янишин В. Б.

Прийняв:

Яремко О. М.

Львів 2010

Мета роботи

Дослідження оптоелектронного модуля МПД – 1 – 1Б, та ознайомлення з основними характеристиками напів провідникових джерел оптичного випромінювання, що використовуються у волоконно-оптичних системах передачі інформації.

Теоретичні відомості

Лазер (англ. LASER — Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, підсилення світла за допомогою вимушеного випромінювання)  пристрій для генерування або підсилення монохроматичного світла, створення вузького пучка світла, здатного поширюватися на великі відстані без розсіювання і створювати винятково велику густину потужності випромінювання при фокусуванні (108 Вт/см² для високоенергетичних лазерів).

Лазер працює за принципом, аналогічним принципові роботи мазера. Лазери використовуються для зв'язку (лазерний промінь може переносити набагато більше інформації, ніж радіохвилі), різання, пропалювання отворів, зварювання, спостереження за супутниками, медичних і біологічних досліджень і в хірургії.

Інша назва лазера - оптичний квантовий генератор.

Лазер – джерело когерентного, монохроматичного і вузькоспрямованого електромагнітного випромінювання оптичного діапазону, яке характеризується великою густиною енергії. Існують газові лазери, рідинні та на твердих тілах (діелектричних кристалах, склі, напівпровідниках). В лазері має місце перетворення різних видів енергії в енергію лазерного випромінювання. Головний елемент лазера – активне середовище, для утворення якого використовують: вплив світла, електричний розряд у газах, хімічні реакції, бомбардування електронним пучком та ін. методи «накачування». Активне середовище розташоване між дзеркалами, які утворюють оптичний резонатор. Існують лазери неперервної та імпульсної дії. Лазери отримали широке застосування в наукових дослідженнях (фізика, хімія, біологія, гірнича справа тощо), голографії і в техніці. Наприклад, у геодезії, маркшейдерії, у кінці ХХ ст. створено новий метод лазерної сепарації алмазів з потоку руди.

Будова лазера

Лазер - джерело світла. У порівнянні з іншими джерелами світла лазер має низку унікальних властивостей, пов'язаних з когерентністю і високою спрямованістю його випромінювання. Випромінювання "нелазерних" джерел світла не має цих особливостей.

”Серце лазера” - його активний елемент. В одних лазерів це кристалічний або склянний стрижень циліндричної форми. В інших - запаяна скляна трубка, всередині якої перебуває спеціально підібрана газова суміш. В третіх - кювета зі спеціальною рідиною. Відповідно розрізняють лазери твердотільні, газові й рідинні.

При нагріванні будь-яке тіло починає випромінювати тепло. Однак випромінювання теплового джерела поширюється в усіх напрямках , тобто заповнює тілесний кут 4π стерадіан. Формування спрямованого пучка від такого джерела, здійснюване за допомогою системи діафрагм або оптичних систем, що складаються з лінз і дзеркал, завжди супроводжується втратою енергії. Жодна оптична система не дозволяє одержати на поверхні освітлюваного об'єкта потужність випромінювання більшу, ніж у самім джерелі світла.

Робота лазера

Збуджений атом може мимовільно (спонтанно) перейти на один з нижчих рівнів енергії, випромінивши при цьому квант світла. Світлові хвилі, випромінювані нагрітими тілами, формуються саме в результаті таких спонтанних переходів атомів і молекул. Спонтанне випромінювання різних атомів некогерентне. Однак, крім спонтанного випромінювання, існують випромінювальні акти ін. роду. Щоб створити лазер або оптичний квантовий генератор – джерело когерентного світла необхідно:

  1.  робоча речовина з інверсною заселеністю. Тільки тоді можна одержати підсилення світла за рахунок вимушених переходів.
  2.  робочу речовину слід помістити між дзеркалами, які здійснюють зворотний зв'язок.
  3.  посилення дає робоча речовина, а отже, число збуджених атомів або молекул у робочій речовині повинне бути більше від певного порогового значення, що залежить від коефіцієнта відбиття напівпрозорого дзеркала.

Види лазерів

Рубіновий лазер працює в імпульсному режимі. Існують також лазери неперервної дії. У газових лазерах цього типу робочою речовиною є газ. Атоми робочої речовини збуджуються електричним розрядом. Застосовуються й напівпровідникові лазери безперервної дії. Вони створені вперше в нашій країні. У них енергія для випромінювання запозичиться від електричного струму. Створені дуже потужні газодинамічні лазери неперервної дії на сотні кіловатів. У цих лазерах «перенаселеність» верхніх енергетичних рівнів створюється при розширенні й адіабатному охолодженні надзвукових газових потоків.

Застосування лазерів

Великі можливості відкриваються перед лазерною технікою в біології й медицині. Лазерний промінь застосовується не тільки в хірургії (наприклад, при операціях на сітківці ока) як скальпель, але й у терапії. Інтенсивно розвиваються методи лазерної локації й зв'язку. Локація Місяця за допомогою рубінових лазерів і спеціальних кутових відбивачів, доставлених на Місяць, дозволила збільшити точність виміру відстаней Земля - Місяць до декількох см. Отримано обнадійливі результати в спрямованому стимулюванні хімічних реакцій. За допомогою лазерів можна вибірково збуджувати одне із власних коливань молекули. Виявилося, що при цьому молекули здатні вступати в реакції, які не можна або важко стимулювати звичайним нагріванням.За допомогою лазерної техніки інтенсивно розробляються оптичні методи обробки передачі й зберігання інформації, методи голографічного запису інформації, кольорове проекційне телебачення.

Мáзер (англ. maser - microwave amplification by stimulated emission of radiation - посилення мікрохвиль за допомогою вимушеного випромінювання) — квантовий генератор, який випромінює когерентні радіохвилі у міліметровому діапазоні (довжина хвилі порядку сантиметра).

Мазер – прилад, за допомогою якого ґенерують (одержують) або підсилюють радіохвилі високої частоти. Мазер – загальна назва квантового підсилювача і квантового генератора надвисоких частот (НВЧ). Принцип дії мазера подібний до принципу дії лазерів: здійснення одночасного стимульованого випромінювання попередньо збуджених атомів, які кількісно переважають число таких же, але незбуджених (поглинаючих) атомів (при інверсійній заселеності атомних енергетичних рівнів).

Висновок:

На цій лабораторній роботі я досліджував оптоелектроний модуль МПД – 1 – 1Б, та ознайомився з основними характеристиками напів провідникових джерел оптичного випромінювання, що використовуються у волоконно-оптичних системах передачі інформації.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

23223. Герменевтика як напрям сучасної філософії 31.5 KB
  Герменевтика як напрям сучасної філософії Принципове положення про історичну конкретність теоретичної діяльності та про облік широкого контексту різноманітного практичного життя суб'єкта в рамках теорії пізнання було вперше чітко сформульовано в марксистськоленінській філософії. Критикуючи вузький методологізм попередньої буржуазної філософії К. Одне з найбільш впливових в сучасної буржуазної філософії напрямків герменевтична філософія претендує на не менш ніж справді адекватне критичне розуміння наукового nізнання і самої проблеми...
23224. Структуралізм 58.5 KB
  Структуралізм методологія гуманітарних наук яка намагається аналізувати певну специфічну галузь наприклад міфологію як складну систему взаємопов'язаних частин. Таким чином структуралізм став не просто методом а інтелектуальним рухом який в 60х роках XXго століття прийшов на заміну екзистенціалізму. В 1970х роках структуралізм потрапив під вогонь критики. Проте чимало теоретиків структуралізму таких як Мішель Фуко йЖак Лакан продовжують впливати на європейську філософію .
23225. Світогляд як духовно-практичний спосіб освоєння світу 33 KB
  Світогляд як духовнопрактичний спосіб освоєння світу Філософія має органічний звязок зі світоглядом. Що ж таке світогляд Слід підкреслити що у визначенні цього поняття немає чіткості. У сучасних філософських працях про світогляд мовиться таке: €œсвітогляд це форма суспільної відомості; €œсвітогляд це форма самоусвідомлення особистості€; €œсвітогляд це система поглядів на світ і на місце людини у цьому світі€; €œсвітогляд це система принципів діяльності людини€; €œ світогляд це погляд людини на світ як ціле€; світогляд це...
23226. Поняття суспільного виробництва та його різновиди 35.5 KB
  Поняття суспільного виробництва та його різновиди. Продуктивні сили становлять лише одну сторону суспільного виробництва. Адже в процесі виробництва люди вступають у певні відносини не тільки з природою а й один з одним. Ці взаємовідносини людей у процесі виробництва дістали назву виробничі відносини і представляють другу складову способу виробництва.
23227. Поняття власності та її норми 31.5 KB
  Власність означає право на дії з речами які підлягають обміну. Важливі типи власності включають нерухомістьземля особисту власністьінша фізичне майно та інтелектуальну власністьправа на артистичні творінням винаходам і т. Право на власність пов'язано з власністю яка встановлює відношення між товарами послугами та іншими людьми або групами запевняючи власника на право обійтися без власності в манері яку він або вона вважає доцільною. Громадська власність це будьяка власність якою керує держава або ціле співтовариство.
23228. НТР:сутність, закономірності та соціальні наслідки 41 KB
  НТР це поступальний рух науки і техніки еволюційний розвиток усіх елементів продуктивних сил суспільного виробництва на основі широкого пізнання і освоєння зовнішніх сил природи це об'єктивна постійнодіюча закономірність розвитку матеріального виробництва результатом якої є послідовне вдосконалення техніки технології та організації виробництва підвищення його ефективності. Виявом науковотехнічної революції є до корінна перебудова всієї технічної і технологічної основи виробництва його організації й управління які здійснюються на...
23229. Поняття політики 32.5 KB
  Отже політична система як одна із частин або підсистем соціальної системи дає змогу виявити межі політики та політичних відносин їхні елементи та взаємозвязок між ними функції. Як одна з форм соціального руху матеріїполітична система тісно повязана з особливою формою діяльності людей політикою. На відміну від інших систем суспільного життя політична система має ряд особливостей: вона бере участь у розвязанні таких загально соціальних завдань як інтеграція суспільства розподіл в ньому матеріальних і духовних цінностей. Важливим...
23230. Поняття політичної системи та її структури 39 KB
  Поняття політичної системи та її структури Політична система це цілісна інтегрована сукупність політичних суб'єктів структур і відносин що відображає інтереси всіх політичних і соціальних сил. Ознаки політичної системи: 1. Структура політичної системи: 1. Політизовані або невласне політичні організаціїучасть у здійсненні політичної влади для яких є лише одним з аспектів їх функціонування.