Mody światłowodowe

Slajd 1
Mody światłowodowe
Slajd 2
Propagacja światła w falowodzie
NA = sin Θ = n12 − n22
Θ
n2
n1
Slajd 3
Ośrodek ograniczony
E ( r , φ , z ) = f ( r ) cos(ωt − βz + γ ) cos( qφ )
Θ
Er Εφ
Ez
Er
ω - częstotliwość światła (radian/sek)
β - stała propagacji (radian/jednostkę długości)
γ - przesunięcie fazowe
Slajd 4
Rozwiązanie równań Maxwella
2π
n1
λ0
V =
LP01
2πa
πd
n12 − n22 =
NA
λ0
λ0
d = 8µ
µm , NA = 0.128 => Θ = 7.3o
LP11
β
LP21
Dla :
LP02
2π
n2
λ0
2,405
Zakres jednomodowości
V
λ = 1550nm
V = 2,075
λ = 1310nm
V = 2,455
λ = 633nm
V = 5,082
Slajd 5
Rozkład pola we włóknie
LP01
LP11
LP21
LP02
2,455
2,075
2,405
V = 5,081
9,822µm
8,792µm
8,672µm
wo = 6,332µm
wo = 2 ⋅ a ⋅ (0,65 + 1,619 ⋅V −1,5 + 2,879 ⋅V −6 )
Slajd 6
Plamka modu
5,5
5
4,5
wo/d
4
LP01
3,5
LP11
3
2,5
2
1,5
1
0,5
2,405
1
1,5
2
2,5
3
V
Slajd 7
Rozkład energii
LP01
LP11
LP21
LP02
Slajd 8
Światłowód skokowy a gradientowy
współczynnik
załamania ośrodka
v=
n1
n2
a
0
a
r

r 
n(r ) = n1 1 − 2∆  
 a  

2
1
2
c
n1
Slajd 9
Ogniskowanie z jedną soczewką
d = do
do
 zθ
1 + 
 do
θ
2


 d = 4λf
1
πd
LASER
parametry HeNe
2Θ
Θ = 7.1ο
Θ = 13.5ο
2Θ
f = 8,3mm
z
do = 0.633 mm θ = 1.3 mrad
z = 650 mm
d = 1.056 mm
d = 4.0 mm
Slajd 10
Wybieranie modów
d1= 6.332µm
d1= 1.672µm
Slajd 11
Wybieranie modów