Савин. Лекции по структуре волоконно-оптических линий связей - файл n1.doc

Савин. Лекции по структуре волоконно-оптических линий связей
скачать (1572.6 kb.)
Доступные файлы (13):
n1.doc1177kb.14.10.2011 18:37скачать
n2.doc639kb.14.10.2011 18:42скачать
n3.doc178kb.14.10.2011 18:43скачать
n4.doc694kb.14.10.2011 18:44скачать
n5.doc276kb.14.10.2011 18:44скачать
n6.doc809kb.14.10.2011 18:44скачать
n7.doc486kb.14.10.2011 18:45скачать
n8.doc228kb.14.10.2011 18:37скачать
n9.doc187kb.14.10.2011 18:38скачать
n10.doc542kb.14.10.2011 18:39скачать
n11.doc444kb.14.10.2011 18:41скачать
n12.doc588kb.14.10.2011 18:41скачать
n13.doc455kb.14.10.2011 18:42скачать

n1.doc

Лекции 1,2.

1. ПРЕИМУЩЕСТВА ВОЛС ПЕРЕД ДРУГИМИ НАПРАВЛЯЮЩИМИ СИСТЕМАМИ ПЕРЕДАЧИ.

Оптическое волокно в настоящее время считается самой совершенной физической средой для передачи информации, а также самой перспективной средой для передачи больших потоков информации на значительные расстояния. Основанием для такого заключения является ряд особенностей, присущих оптическим волокнам.

Физические особенности:

1. Стекловолокно обладает значительной широкополосностью, которая обусловлена чрезвычайно высокой частотой несущей 1014 Гц. Это означает, что по оптическим линиям связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1012 бит/с. Другими словами по одному стекловолокну можно передать одновременно 10 милиионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов. В оптическом волокне могут распространяться световые сигналы двух разных ортогональных поляризаций, что позволяет удвоить пропускную способность оптического канала связи. На сегодняшний день предел по плотности передаваемой информации по оптическому волокну не достигнут.

2. Стекловолокно обладает очень малым затуханием (по сравнению с другими средами). Лучшие образцы российского волокна имеют затухание 0,22 дБ/км на длине волны 1,55 мкм, что позволяет строить линии связи длиной до 100 км без регенерации сигналов. Для сравнения, лучшее волокно Sumitomo на длине волны 1,55 мкм имеет затухание 0,154 дБ/км. В оптических лабораториях США разрабатываются еще более “прозрачные”, так называемые фторцирконатные волокна с теоретическим пределом порядка 0,02 дБ/км на длине волны 2,5 мкм. Лабораторные исследования показали, что на основе таких волокон могут быть созданы линии связи с регерационными участками через 4600 км при скорости передачи 1 Гбит/с.

Технические особенности:

1. Волокно изготавливается из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а поэтому недорого материала, в отличие от меди.

2. Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм, т.е. очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в кабельной технике.

3. Секловолокна не являются металлом, поэтому при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготавливают самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать, например, на опорах контактной сети, экономя значительные средства на прокладку кабеля и организацию переходов через реки и другие преграды.

4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным полям, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа.

5. Важным свойством оптического волокна является долговечность. Время жизни волокна превышает 25 лет, что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены передатчиков и приемников на более быстродействующие.

Эффективность применения тех или иных линий связи во многом зависит от потребного количества каналов. Известно, что с увеличением числа каналов стоимость 1 кан.-км линии связи снижается. Целесообразность применения различных направляющих систем передачи в зависимости от потребного числа каналов приведена на рис. 1.

Как видно из рисунка, самой дешевой является связь по световоду и волноводу, затем идет коаксиальный кабель, и наконец, самой дорогой является связь по воздушным линиям. Оптические кабели целесообразно применять при потребности в 1000 и более каналов. Рассмотрим сравнительную стоимость 1 кан.-км для цифровых систем передачи


группа 549


Стоимость

1 кан.-км,

руб.

ВЛ
СК
прямая соединительная линия 548

КК

ОК

В
10 100 1000 10000 100000 N
Рис. 1




прямая соединительная линия 547группа 538 100

Спрямая соединительная линия 537тоимость

1 кан.-км,

руб.

прямая соединительная линия 536 30

2 Мбит/с 1

прямая соединительная линия 535 8,5 Мбит/с

10

34 Мбит/с 2

140 Мбит/с

3


1

10 100 1000 10000

Число цифровых каналов

Рис. 2

1- электрический кабель; 2 - оптический кабель



Из рисунка видно, что по сравнению с электрическим кабелем стоимость связи по оптическим кабелям падает с ростом числа каналов в более резкой зависимости. Оптические системы по сравнению с электрическими дороже при небольшом числе каналов и дешевле при большом числе каналов. В настоящее время экономически целесообразными являются ВОЛС со скоростью 34 Мбит/с и выше.

Однако, в волоконной технологии есть и свои недостатки:

1. При создании линии связи требуются высоконадежные активные элементы, преобразующие электрические сигналы в оптические и наоборот, производство которых стоит очень дорого.

2. Другой недостаток заключается в том, что для монтажа оптических волокон требуется прецизионное, о потому дорогое технологическое оборудование.

3. Как следствие, при аварии (обрыве) оптического кабеля затраты на восстановление выше, чем при работе с традиционными кабелями с медными жилами.

Тем не менее преимущества от применения волоконно-оптических линий связи настолько значительны, что несмотря на перечисленные недостатки оптического волокна, данные линии связи все шире используются для передачи информации.
2. СТРУКТУРНЯ СХЕМА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СВЯЗИ.

Структурная схема передачи информации по оптическим кабелям приведена на рис. 3.


группа 473 Передатчик Приемник

Абоненты Абоненты
ПК СУ ОК ОК СУ ПК
ЭОП ЛР ОЭП

прямая соединительная линия 472прямая соединительная линия 471прямая соединительная линия 470прямая соединительная линия 469прямая соединительная линия 468прямая соединительная линия 467группа 460

группа 453

ЭС ОС ЭС

Рис. 3




Информация, передаваемая абонентами через передатчик, поступает на электрооптический преобразователь (ЭОП), роль которого выполняет лазер (Л) или светодиод (СД). Здесь электрический сигнал преобразуется в оптический и направляется в ОК. На приеме оптический сигнал поступает в оптико-электрический преобразователь (ОЭП), в качестве которого используется фотодиод (ФД), преобразующий оптический сигнал в электрический. Таким образом, на передающей стороне от передатчика до ЭОП, а также на приемной стороне от ЭОП до приемника действует электрический сигнал, а от ЭОП до ОЭП по оптическому кабелю проходит оптический сигнал.

Электрический сигнал, создаваемый частотным или временным методом, модулирует оптическую несущую, и в модулируемом виде световой сигнал передается по оптическому кабелю. В основном используется способ модуляции интенсивности оптической несущей, при котором от апмлитуды электрического сигнала зависит мощность излучения, передаваемая в ОК.

Оптические системы передачи, как правило являются цифровыми (импульсными). Это объясняется тем, что передача аналоговых сигналов требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах.

Через определенные расстояния (5, ...., 100 км), обусловленные энергетическим потенциалом аппаратуры и величиной потерь в ОК, вдоль оптической линии располагаются линейные регенераторы (ЛР), в которых сигнал восстанавливается и усиливается до требуемого значения. Кроме того, для преобразования кода и согласования элементов схемы имеются кодирующие устройства - преобразователи кода (ПК) и согласующие устройства (СУ). Преобразователь кода формирует трубуемую последовательность импульсов и осуществляет согласование уровней по мощности между электрическими и оптическими элементами схемы ( от аппаратуры ИКМ поступает высокий уровень, а для электропреобразователей необходим весьма малый уровень). Передающие и приемные согласующие устройства формируют и согласовывают диаграммы направленности (диаграмма направленности - это телесный угол, в котором действует максимальная интенсивность излучения) и апертурный угол между приемопередающими устройствами и кабелем. Применяются также устройства ввода и вывода излучения, сростки, для сращивания оптических волокон и кабелей, направленные ответвители, фильтры и другие элементы оптического тракта.
3. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВОДОВ. ТИПЫ СВЕТОВОДОВ.

Волоконный световод представляет собой тонкую двухслойную стеклянную нить (сердечника и оболочки), каждый элемент которой обладает различным показателем преломления. Показатель преломления (n) прозрачного вещества представляет собой отношение скорости света в вакууме (с) к скорости света в данном веществе (v), то есть n=c/v. Кроме того, показатель преломления зависит от параметров среды и рассчитывается по формуле:

,

где и - относительные соответственно диэлектрическая и магнитная проницаемости.

Учитывая, что относительная магнитная проницаемость прозрачного вещества обычна постоянна и равна единице, показатель преломления определится: для сердечника , для оболочки . Показатель преломления оболочки постоянен, а сердечника в общем случае является функцией поперечной координаты. Эту функцию называют профилем показателя преломления.

Для передачи электромагнитной энергии по световоду используется известное явление полного внутреннего отражения на границе раздела двух диэлектрических сред, поэтому необходимо, чтобы n1>n2.


прямая соединительная линия 447 полилиния 452полилиния 451полилиния 450полилиния 449прямая соединительная линия 448группа 438группа 429группа 420группа 411прямая соединительная линия 410прямая соединительная линия 409прямая соединительная линия 408прямая соединительная линия 407прямая соединительная линия 406прямая соединительная линия 405прямая соединительная линия 404



n1

прямая соединительная линия 403группа 394

луч 1 луч 2 луч 3 n2






Рис. 4

Рассмотрим случай, когда луч света, распространяющийся в среде с показателем преломления n1, встречает границу раздела со средой, имеющей меньший показатель преломления n2 (рис. 4).

В соответствии с законом Снеллиуса , угол в среде с меньшим показателем преломления больше, чем угол падения . При возрастании возрастает и , и поскольку больше , станет равным 900 раньше, чем . Угол падения, для которого преломленный луч скользит по поверхности раздела ( то есть, для которого =900), называется углом полного внутреннего отражения. Угол полного внутреннего отражения рассчитывается по формуле (см. закон Снеллиуса, полагая, что =900):

.

Если угол падения больше (луч 3), то луч не заходит во вторую среду, а полностью отражается вовнутрь первой среды. Именно этот принцип полного внутреннего отражения позволяет оптическим волокнам проводить свет.


группа 374 1
2

n2

прямая соединительная линия 373прямая соединительная линия 372полилиния 371 n1 r

полилиния 370

3

3 n2

2

1
Рис. 5
В зависимости от величины угла , который образует с осью лучи, выходящие из точечного источника в центре торца световода (рис. 3), возникают волны излучения 1, волны оболочки 2 и сердечника 3. В сердечнике и оболочке существует два типа лучей: меридиональные, которые пересекаются в некоторой точке с осью световода, и косые, которые с осью световода не пересекаются. Здесь показаны только мердиональные лучи. Если угол падения электромагнитной волны на границу сердечник-оболочка больше угла полного внутреннего отражения, то луч полностью отражается на границе и остается внутри сердечника (луч 3).

Такое объяснение направляемости света основано на законах геометрической оптики и не учитывает свойств света как электромагнитной волны. Учет волновых свойств позволил установить, что из всей совокупности световых лучей в пределах угла полного внутреннего отражения для данного световода только ограниченное число лучей с дискретными углами может образовывать направляемые волны, которые называют также волноводными модами. Эти лучи характеризуются тем, что после двух последовательных переотражений от границы сердцечник-оболочка волны должны быть в фазе. Если это условие не выполняется, то волны интерфирируют так, что гасят друг друга и исчезают. Каждая волноводная мода обладает характерной для нее структурой электромагнитного поля, фазовой и групповой скоростями.

Волны излучения рапределяются непрерывно по всей принадлежащей им области углов и образуют непрерывный спектр. Волны оболочки и волны излучения - паразитные волны, которые отбирают энергию источника возбуждения и уменьшают полезную энергию, передаваемую по сердечнику. Эти волны трудно полностью исключить при возбуждении световода. Кроме того, они также возникают на геометрических нерегулярностях световода и неоднородностях материала.

В зависимости от числа распространяющихся на рабочей частоте волн (мод) световоды разделяют на одно- и многомодовые. Число мод зависит от соотношения диаметра сердечника световода и длины волны и рассчитывается по формуле ,

где а- радиус сердечника волокна,

- длина волны света,

- относительная разность показателей преломления.

.

Так как n1 и n2 имеют очень близкие значения, номинальная величина для большинства оптических волокон находится в пределах = 0,28 - 2,1%.

Достоинством одномодовых световодов являются малая дисперсия (искажение сигналов), большая информационно-пропускная способность и большая дальность передачи. Одномодовые системы являются наиболее перспективным направлением развития техники передачи информации.

В многомодовых световодах импульс на приеме уширяется и искажается. Дисперсия в многомодовых световодах существенно ограничивает полосу передаваемых частот и дальность передачи.

Для характеристик световода важное значение имеет профиль показателя преломления в поперечном сечении. Если сердечник световода имеет постоянное по радиусу значение показателя преломления, то такие световоды называются световодами со ступенчатым профилем показателя преломления (наблюдается ступенька n на границе сердечник-оболочка).


группа 341 1

n2

2


прямая соединительная линия 340 n1

3

Рис. 6

1- волна излучения; 2 - волна оболочки; 3 - волна сердцевины.
Для борьбы с уширением импульсов в оптических волокнах со ступенчатым профилем показателя преломления разработан другой тип многомодового волокна, который нашел гораздо более широкое применение в дальней связи - оптические волокна с градиентным профилем показателя преломления. В таких стекловолокнах показатель преломления от центра сердечника к краю изменяется плавно. Ход лучей в градиентном световоде показан на рис. 6.

Лучи теперь изгибаются в направлении градиента показателя преломления (вместо преломления либо полного отражения, как в случае волокна со ступенчатым профилем).

В показатель преломления для градиентных световодов описывается функцией

,

где r - текущий радиус;

n1 - наибольшее значение показателя преломления сердечника;

g - коэффициент, определяющий вид профиля показателя преломления.

При g= формула описывает ступенчатый профиль показателя преломления. При g=2 световоды называют параболическими, так как профиль показателя преломления описывается параболой. На практике волокна с градиентным профилем показателя преломления имеют g около 1.92 и почти параболический профиль.

Одномодовые волокна можно разделить на две категории: обычные или волокна с несмещенной дисперсией, которые выпускаются для аппаратуры, работающей на длине волны 1,3 мкм, и волокна со смещенной дисперсией, которые выпускаются для работы на длине волны 1,55 мкм. Понятия смещенной или несмещенной дисперсии связаны с длиной волны, на которой волокно имеет наибольшую полосу пропускания.


группа 312 а) б)

n1 n1


n2 n2 n2
2а 2а

n3 n3

Диаметр седцевины Диаметр вдавленной

оболочки
Диаметр оболочки Диаметр оболочки

Рис. 7

а) - выровненная оболочка; б) - вдавленная оболочка
В отличии от многомодовых волокон, одномодовые волокна выпускают с различным профилем показателя преломления оболочки. При этом различают волокна с выровненной оболочкой, показатель преломления которой соответствует показателю преломления стекловолокон со ступенчатым профилем и выровнен с показателем преломления чистого кварца, и вдавленной оболочкой, в которой материал оболочки состоит из двух зон (рис. 7). Показатель преломления (n3) внутренней, соседней с сердечником зоны имеет значение меньше или вдавлен относительно показателя преломления внешней зоны, который равен показателю преломления чистого кварца (n2).

В волокнах со смещенной дисперсией показатель преломления сердцечника имеет более сложную форму. На рис. 8 приведены примеры профилей показателей преломления для выровненной и вдавленной оболочками и труегольным профилем показателя преломления сердечника.


прямая соединительная линия 303прямая соединительная линия 300 прямая соединительная линия 311прямая соединительная линия 310прямая соединительная линия 309прямая соединительная линия 308прямая соединительная линия 307прямая соединительная линия 306прямая соединительная линия 305прямая соединительная линия 304прямая соединительная линия 302прямая соединительная линия 301прямая соединительная линия 299прямая соединительная линия 298прямая соединительная линия 297прямая соединительная линия 296прямая соединительная линия 295прямая соединительная линия 294прямая соединительная линия 293прямая соединительная линия 292прямая соединительная линия 291 а) б)

n1 n1


n2 n2 n2


n3 n3

Диаметр вдавленной

оболочки
Диаметр оболочки Диаметр оболочки

Рис. 8

а) - выровненная оболочка; б) - вдавленная оболочка
В одномодовых волокнах со смещенной дисперсией для сложных профилей показателя преломления определение диаметра сердечника представляет определенные трудности, поэтому для таких световодов вводится понятие диаметра поля моды. Учитывая, что интенсивность света по сечению сердечника одномодового световода распределена неравномерно и подчиняется, как правило, нормальному закону, то радиальное расстояние, на котором интенсивность падает в 1/е2 = 0,135 относительно пикового значения называется радиусом поля моды и обозначается . Удвоенная величина 2 и представляет собой диаметр поля моды (рис. 9).

Важной характеристикой световода является числовая апертура NA (Numerical Aperture), которая представляет собой синус от апертурного угла . Апертурный угол - это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, воздействующего на торец световода.


группа 271 1.0


0,0

- 0 r

Рис. 9

Таким образом ,

где n0 - показатель преломления окружающей среды.

В соответствии с законом Снеллиуса , имеем



От значения NA зависят эффективность ввода излучения лазера или светодиода в световод, потери на микроизгибах, дисперсия иимпульсов, число распространяющихся мод.

Нетрудно убедиться, что между числовой апертурой и относительной разностью показателей преломления существует связь



Чем больше у волокон , тем больше NA, чем легче осуществлять ввод излучения от источников света в световод.



4. ПЛАНАРНЫЙ СВЕТОВОД.

Планарный световод является основой почти всех устройств интегральной оптики: модуляторов, переключателей, дефлекторов света, микролазеров, соединителей, фильтров, направленных ответвителей и т.д. Он состоит из планарной пленки или полоски с малым оптическим поглощением и показателем преломления (n1) выше, чем у подложки (n2) и окружающей среды (n0) (рис.10). Т.е.


n0
n1


n2


Рис. 10

Исходя из того, испытывает ли однородная плоская волна преломление, либо полное внутреннее отражение, что зависит от угла наклона луча , различают три вида волн (рис.11).


группа 207

0 Пространство n0

прямая соединительная линия 206прямая соединительная линия 205

1 Пленка n1 d

прямая соединительная линия 204

2

Подложка n2



Пространственные Волны подложки Волны пленки

волны

Рис. 11
Пространственная волна может приходить из пространства 0. Так как n1>n2>n0 , то она не отражается полностью ни на одной из граничных поверхностей. Такие пространственные волны могут также приходить из подложки или от любого источника, находящегося в пленке; для них характерен только угол падения , превышающий граничный угол полного отражения на границе пленки и внешнего пространства.

Волны подложки могут приходить из подложки; после преломления в пленке их угол падения настолько мал, что на границе со свободным пространством они полностью отражаются. Однако эти волны могут быть также возбуждены источниками в пленке.

Для волн пленки угол настолько мал, что они полностью отражаются от обеих границ. Только эти волны связаны с пленкой, и их поля уменьшаются экспоненциально как в подложке, так еще сильнее во внешнем пространстве. В отличие от них, волны подложки излучаются через подложку, а пространственные волны - как во внешнее пространство, так и в подложку. Полезны и важны только волны пленки. Волны подложки и пространственные волны являются паразитными, создающими нежелательные и мешающие поля излучения, которых, однако, часто нельзя избежать при возбуждении волн пленки.

Таким образом, волна пленки многократно отражается от границ под углом и распространяется по зигзагообразной траектории.

Пространственная волна и волна подложки могут иметь любой угол в соответствующем им диапазоне углов, что приводит к образованию непрерывного множества волн. Волны пленки, наоборот, могут иметь в области только конечное число дискретных значений. Число распространяющих волн при этом рассчитывается по формуле

,

где d - толщина пленки.

Чем меньше разность показателей преломления, тем меньше число распространяющихся мод при той же толщине пленки.

Выбор и подготовка материалов пленки и подложки, метод нанесения пленки должны обеспечивать получение однородной структуры с малым поглощением и рассеянием. Для пленок, работающих только в качестве пассивных волноводов и не выполняющих никаких активных функций, например усиления либо модуляции, необходимо только малое затухание. Такие пленки изготавливаются из аморфных материалов, а именно стекла или таких синтетических материалов, как полиуретан, полиэфирный эпоксид и органические полимеры. В качестве подложки, как правило, применяют стекло, если интегральное устройство не требует другого материала. Пленки с малыми потерями из этих материалов толщиной от 1 до 10 мкм чаще наносят электронно-лучевым распылением. Известны методы образования тонкого слоя в материале стеклянной пластны вследствии химической реакции замещения при температурах порядка 4000 С. Затухание пленки для волн в красном и инфракрасном диапазонах не должно превышать 1 дБ/км.

Рассмотренный тип планарных световодов относится к несимметричной конструкции, так как . Во многих оптических деталях применяют простую симметричную пленку (рис. 12)


группа 157

n2
d n1


n2
Рис. 12
Толщина такой пленки составляет d и показатель преломления - n1. По обе стороны от нее помещен материал с меньшим показателем преломления - n2 (n2=n0). Волны симметричной пленки состоят из пространственных волн с непрерывным спектром, содержащим все углы , превышающие угол полного отражения, и конечного числа волн пленки с дискретными значениями .

Планарный диэлектрический световод не обеспечивает удержание света в плоскости пленки. В некоторых активных приборах, таких как лазеры и модуляторы, ограничение области распространения света очень желательно, поскольку при этом уменьшается управляющее напряжение. В этих целях применяются полосковые световоды, которые удерживают свет в плоскости пленки (полоски). В качестве примера приведем четыре возможных полосковых световода (рис. 13).


прямая соединительная линия 156прямоугольник 155прямоугольник 154прямоугольник 153прямоугольник 152прямая соединительная линия 151прямая соединительная линия 150прямая соединительная линия 149прямая соединительная линия 148прямая соединительная линия 147прямая соединительная линия 146прямая соединительная линия 145прямая соединительная линия 144прямая соединительная линия 143прямая соединительная линия 142прямая соединительная линия 141прямая соединительная линия 140прямая соединительная линия 139прямая соединительная линия 138прямая соединительная линия 137прямая соединительная линия 136полилиния 135полилиния 134полилиния 133полилиния 132прямая соединительная линия 131прямая соединительная линия 130прямая соединительная линия 129прямая соединительная линия 128прямая соединительная линия 127прямая соединительная линия 126прямая соединительная линия 125прямая соединительная линия 124прямая соединительная линия 123прямая соединительная линия 122прямая соединительная линия 121прямая соединительная линия 120прямая соединительная линия 119прямая соединительная линия 118прямая соединительная линия 117прямая соединительная линия 116прямая соединительная линия 115прямая соединительная линия 114прямая соединительная линия 113прямая соединительная линия 112прямая соединительная линия 111прямая соединительная линия 110прямая соединительная линия 109прямая соединительная линия 108прямая соединительная линия 107прямая соединительная линия 106прямая соединительная линия 105прямая соединительная линия 104прямая соединительная линия 103прямая соединительная линия 102прямая соединительная линия 101прямая соединительная линия 100прямая соединительная линия 99прямая соединительная линия 98прямая соединительная линия 97прямая соединительная линия 96прямая соединительная линия 95прямая соединительная линия 94прямая соединительная линия 93прямая соединительная линия 92прямая соединительная линия 91прямая соединительная линия 90прямая соединительная линия 89прямая соединительная линия 88прямая соединительная линия 87прямая соединительная линия 86прямая соединительная линия 85прямая соединительная линия 84прямая соединительная линия 83прямая соединительная линия 82прямая соединительная линия 81прямая соединительная линия 80прямая соединительная линия 79прямая соединительная линия 78прямая соединительная линия 77прямая соединительная линия 76прямая соединительная линия 75прямая соединительная линия 74прямая соединительная линия 73прямая соединительная линия 72прямая соединительная линия 71прямая соединительная линия 70прямая соединительная линия 69прямая соединительная линия 68прямая соединительная линия 67прямая соединительная линия 66прямая соединительная линия 65прямая соединительная линия 64прямая соединительная линия 63прямая соединительная линия 62прямая соединительная линия 61прямая соединительная линия 60прямая соединительная линия 59прямая соединительная линия 58прямая соединительная линия 57прямая соединительная линия 56прямая соединительная линия 55прямая соединительная линия 54прямая соединительная линия 53группа 49группа 45группа 41группа 37группа 33группа 29группа 25группа 21группа 17группа 13группа 9группа 5 a) б) n3

прямая соединительная линия 4 n0 n1 n0

прямая соединительная линия 3 n1


n2 n2
в) г)

прямая соединительная линия 2прямая соединительная линия 1 n0 n1 n0 n1

n2 n2
Рис. 13

а) - световод с утопленной полоской; б) - полосковый световод; в) - гребниевый световод; г) - профильный световод
Для изготовления полосковых линий обычно применяют пленки с возможно малыми потерями. Для этого, например, на чистую подложку (с показателем преломления n2) напыляют сначала основной слой с низкими потерями (n1), а на него пленку с несколько большим показателем преломления (n3). Полоски нужной ширины и с требуемым расположением на плоскости получают затем фотолитографией из верхней пленки. В результате получается линия с верхним расположением полосок (рис. 13б).

Считают, что планарные световоды легче в изготовлении, тогда как полосковые элементы обеспечивают большую компактность и универсальность.

Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации