TURINYS
1. ĮVADAS ……………………………………………………………………………………..2
2. ŠVIESOLAIDŽIAI ………………………………………………………………………….3
§ VISIŠKASIS VIDAUS ATSPINDYS ………………………………………………….3
§ ŠVIESOLAIDŽIAI ……………………………………………………………………..3
§ TARPMODINĖ DISPERSIJA, MEDŽIAGOS DISPERSIJA IR BANGOLAIDINĖ DISPERSIJA……………………………………………………………………………5
§ SKAIDULINIS ŠVIESOLAIDIS……………………………………………………….6
3.ŠVIESOLAIDINIŲ RYŠIO SISTEMŲ RAIDA……………………………………………..8
§ ŠVIESOLAIDINIŲ SISTEMŲ PRIVALUMAI IR TRŪKUMAI……………………..9
4.OPTINIO PLUOŠTO ŠVIESOLAIDŽIAI ……………………………………………………9
5. ĮPUČIAMI ŠVIESOLAIDŽIAI………………………………………………………………12
6.IŠVADOS ……………………………………………………………………………………..13
7.LITERATŪRA…………………………………………………………………………………14
ĮVADAS
Optiniai signalai informacijai perduoti taikomi jau labai seniai. Vizualinius metodus bendravimui naudojo net pirmykštis žmogus, akivaizdus pavyzdys yra pavojaus signalo skelbimas panaudojant dūmus ar atspindėtus saulės spindulius. Vėliau žmonės sukūrė švyturius, semaforus. Juos keitė telegrafas, o telegrafą – telefonai ir bevielės sistemos. Pirmykštės sistemos buvo skaitmeninės, telefonijoje buvo naudojami analoginiai – netrūkūs, kintantys laike – elektriniai signalai.
Dabar, dvidešimt pirmajame amžiuje, informacinių technologijų eroje, telekomunikacijos vėl grįžta prie skaitmeninių optinio ryšio sistemų.
Prielaidas optinių telekomunikacijų plėtrai sudarė skaidulinių šviesolaidžių ir lazerinių šviesos šaltinių sukūrimas.
Maždaug 1980 metais šviesolaidinės optinio ryšio sistemos buvo instaliuotos beveik visose pasaulio šalyse. Perėjimą nuo koaksialinių kabelių ir bangolaidžių prie optinių skaidulų ir kabelių skatino ryšio linijų savikainos mažinimo ir milžiniškos informacijos perdavimo spartos galimybės. Laikui bėgant, tobulėjo šviesolaidžių gamybos technologijos, mažėjo jų savikaina.
ŠVIESOLAIDŽIAI.
Visiškasis vidaus atspindys.
Kai šviesa krinta iš optiškai tankesnės į optiškai retesnę, lūžio kampas yra didesnis už kritimo kampą. Kai kritimo kampas , lūžio kampas ir lūžęs spindulys šliaužia sandūros paviršiumi. Kai , visa bangos energija atsispindi. Toks reiškinys vadinamas visiškuoju vidaus atspindžiu, o kampas – ribiniu visiškojo vidaus atspindžio kampu.
Visiškuojo vidaus atspindžio reiškinys plačiai taikomas optiniuose prietaisuose (žiūronuose, periskopuose ir kt.)
Čia pavaizduota spindulių eiga keliose visiškojo vidaus atspindžio prizmėse. Šiuo reiškiniu grindžiamas ir šviesolaidžių veikimas.
Šviesolaidžiai.
Šviesolaidžiai – tai skaidrūs dielektriko strypeliai arba siūleliai (skaidulos), kuriuose vyksta visiškasis vidaus atspindys.Didelis jų kiekis sudaro pynę. Lanksčios pynės naudojamos įvairiuose sistemose informacijai perduoti netiesiame kelyje. Atsiradus šviesolaidžiams, susikūrė skaiduline optika, kuri nagrinėja optinės spinduliuotės sklidimą skaiduliniais šviesolaidžiais ir su tuo susijusius reiškinius.
Paprasčiausias skaidulinis šviesolaidis yra ilga lanksti skaidula, kurios šerdis pagaminta iš lūžio rodiklio labai skaidraus dielektriko, o jos apvalkalas iš lūžio rodiklio dielektriko. Optinės spinduliuotės sklidimo pobūdis skaiduliniame šviesolaidyje priklauso nuo jo skerspjūvio matmenų ir lūžio rodiklio profilio jo pjūvyje.
Šviesos sklidimas šviesolaidyje nusakomas visiškuoju vidaus atspindžiu nuo šerdies ir apvalkalo sandūros. Spinduliai, į šią sandūrą krintantys kampu (čia ), patiria visiškajį vidaus atspindį ir sklinda šviesolaidžiu laužtės pavidalo trajektorija.
Šiuo atveju spindulio kritimo į šviesolaidžio galą apertūrą lygi . Kiti spinduliai, krintantys didesniais už
Kampais, iš dalies atsispindi nuo sandūros, lūždami nukrypsta į apvalkalą ir juos sugeria išorinė danga. Todėl dydis yra šviesolaidžio gebos įsileisti šviesą matas, šio kampo sinusas vadinamas skaitine šviesolaidžio apertūra.
Svarbiausi skaidulinių šviesolaidžių optiniai parametrai yra skaitinė apertūra NA ir normuotasis dažnis V.
Dar NA lemia šviesolaidžiu sklindančių modų skaičių, dispersiją, energijos nuostolius mikrolinkiuose.
Normuotasis dažnis V yra bedimensinis dydis, reiškiamas formule (joje a – šerdies spindulys, l – darbo bangos ilgis)
V = (2*p*a*NA)/l.
Įrodyta, kad jei skaidulinio šviesolaidžio normuotasis dažnis yra mažesnis už 2,405, tai toks šviesolaidis yra vienmodis, antraip – daugiamodis. Jei šviesolaidžio normuotasis dažnis žinomas, tai galima rasti modų skaičių M tuo šviesolaidžiu sklindant bangai, kurios ilgis l. Laiptuotam šviesolaidžiui M @ V2/2, o gradientiniam M @ V2/4.
Spindulių įvaizdis teisingai nusako pagrindinius šviesos sklidimo daugiamodžiuose šviesolaidžiuose
ypatumus, jei šerdies skersmuo gerokai didesnis už bangos ilgį .
Tačiau visą šviesos sklidimo šviesolaidyje vaizdą pateikia bangų teorija, pagal kurią, jame gali sklisti tik tam tikrų modų rinkinys.
Šviesolaidyje pasireiškia tokie optiniai reiškiniai: optinio signalo silpimas, trumpųjų šviesos impulsų išplitimas, įvairūs netisiniai procesai.
Optinio signalo silpimą stikliniame šviesolaidyje regimojoje ir artimoje infraraudonojoje spektro srityje (kvarcinis stiklas tokio ilgio bangoms yra skaidriausias) lemia stiklų, priemaišų ir sandaros defektų sukelta optinio signalo sugertis ir sklaida. Sugertį nusako elektroniniai šuoliai bangos ilgiui neviršija 1 dB/km); gardelės virpesiai, kurie smarkiau pasireiškia ilgio bangoms (keli dB/km). bangos ilgio signalo Reilio (Rayleigh) sklaida nuo stiklo nevienalytiškumų neviršija kelių dB/km. Skaidriausi skaiduliniai šviesolaidžiai, pagaminti iš kvarcinio stiklo, naudojami bangos ilgių ruože.
Dėl optinio impulso išplitimo jam sklindant skaiduliniame šviesolaidyje impulsai gali vienas kitą iš dalies dengti, tai turi poveikio šviesolaidžio praleidimo juostai. Impulso išplitimą šviesolaidyje lemia trys priežastys: tarpmodinė dispersija, medžiagos dispersija ir bangolaidinė dispersija. Impulso išplitimą daugiamodžiuose šviesolaidžiuose iš esmės lemia tarpmodinė dispersija – skirtingų modų skirtingas grupinis sklidimo greitis. Ši dispersija sumažina šviesolaidžio praleidimo juostą iki kelių dešimčių MHz·km. Modų grupinių greičių skirtumą galima gerokai sumažinti, jei lūžio rodiklis kinta tolygiai pagal parabolės dėsnį su maksimumu ties šviesolaidžio ašimi. Dėl to šviesolaidžio praleidimo juosta padidėja iki MHz·km ir daugiau.