Optines elektronikos itaisai
5 (100%) 1 vote

Optines elektronikos itaisai

Radioelektronikos katedra

Optinės elektronikos įtaisai: naujų idėjų ir gaminių apžvalga

(Referatas)

Turinys

Įvadas…………………………………………………………………………………3

Optinė revoliucija…………………………………………………………………….4

1. Nauja alternatyva WDM ir SONET technologijoms…………………….………8

2. Perderinamojo bangos ilgio lazerių rinkinys…………………………………..…9

3. Optinė kryžminė jungtis su mažais nuostoliais…………………………………10

4. Optinis maršrutizatorius…………………………………………………………11

5. RCD displėjus…………………………………………………………………..13

6. Vaizdo sensorius kompiuterio saugumui užtikrinti….………………………….14

7. Netrūkiai generuojantis rentgeno lazeris………………………………………..15

8. Įpučiami šviesolaidžiai…………………………………………………………..16

Išvados………………………………………………………………………………..17

Literatūra……………………………………………………………………………..18

Įvadas

Šiame referate apžvelgiami kai kurie nauji optoelektronikos gaminiai. Gaminiai buvo parenkami apsižvelgiant į jų panaudojimo sritis. Optines elektronikos panaudojimo sritis galima skirstyti į: informacijos perdavimą, informacijos saugojimą, informacijos nuskaitymą ir informacijos vaizdavimą. Pagrindine panaudojimo sritis – informacijos perdavimas dideliais greičiais. Tai sparčiai besivystanti sritis. Darbe aptarta nauja SCM technologija, leidžianti sujungti daugelį skaitmeninių signalų viename moduliuotame radijo dažnių signale, kuris siunčiamas vienų optinių kanalų. Taip pat aptariami optinio signalo maršrutizavimo būdai, nekeičiant jo į elektrinį, kas sutaupo daug laiko ir energijos. Informacijos saugojimo srityje paminėtinas rentgeno lazeris, kuris savo aukšto dažnio dėka gali daug kartų padidinti optinių informacijos kaupiklių talpą. Darbe pateikiama kompiuterio vartotojo identifikavimo sistema nėra labai naujas, tačiau mano manymu vertas dėmesio informacijos nuskaitymo panaudojant optine elektroniką būdas. Optoelektronikos panaudojimas informacijos vaizdavimo srityje sąlygoja nestandartinių įrenginių, tokių kaip darbe pateiktas RSD displėjus, kūrimą.

Optine revoliucija

1970 m. rudenį amerikiečių stiklo kompanija Corning galėjo pasigirti, jog jiems pavyko padaryti tai, ką visi laikė neįmanomu dalyku. Iš kvarcinio stiklo jie pagamino skaidulą, kuri buvo tokia skaidri šviesai, kad ją buvo galima naudoti duomenų perdavimui dideliu nuotoliu. Tai ir ta aplinkybė, jog beveik tuo pat metu pavyko sukurti sparčius ir galingus puslaidininkinius lazerius, veikiančius kambario temperatūroje, tapo tikros telekomunikacijų srities revoliucijos pagrindu.

Mintis leisti šviesą stiklo ar kitos skaidrios medžiagos skaidula yra nenauja. Dar 1841 m. šveicaras Danielis Colladonas pademonstravo, jog šviesą puikiai praleidžia žemyn nukrypusios vandens čiurkšlės. Šis reiškinys greitai tapo toks populiarus, kad jį rodydavo vos ne kiekviename madingame salone. 1853 m. tokį eksperimentą Paryžiaus opera panaudojo savajame „Fausto“ pastatyme – scenoje atsirado įspūdingas, šviesa trykštantis fontanas.

To dar negana. 1881 m. amerikiečių išradėjas Williamas Whelleris užpatentavo būdą, kaip stiklo vamzdžiais paskirstyti po visus namo kambarius rūsyje stovinčios elektros lanko lempos šviesą. Kitaip sakant, tai centrinio apšvietimo sistema.

1 pav. Centrinio apšvietimo, naudojant stiklo skaidulą, patentas, išduotas 1881 m.

1926 m. televizijos išradėjas Johnas Logie Bairdas užpatentavo būdą, leidžiantį stiklo skaidulų pyne perduoti vaizdus. Šeštajame dešimtmetyje šį principą iš naujo išrado Haroldas Hopkinsas, sukūręs pirmąjį medicinoje naudojamą endoskopą – lanksčią stiklo skaidulų pynę, leidžiančią gydytojui pažvelgti į žmogaus kūno vidų.

Bet apie tai, kad stiklo skaidula būtų galima perduoti telefono pokalbį, tuomet niekas nebuvo pagalvojęs.

Susidomėjimas optiniu ryšiu atsirado tuomet, kai septintajame dešimtmetyje buvo kuriami pirmieji lazeriai. Tuo metu manyta, jog stiklas yra nepakankamai skaidrus. „Gal jo skaidrumo pakanka pusės metro ilgio endoskopui, bet tik ne kelių kilometrų ilgio ryšio linijoms“, – taip bent jau tvirtino didžiausias šios srities autoritetas pasaulyje – Bell’o laboratorijos Amerikoje. Čia optiniam ryšiui buvo bandomi tuščiaviduriai bangolaidžiai ir buvo manoma, jog ši sistema jau praktiškai yra baigiama kurti.

Nepaisant to, ir jiems teko pripažinti, kad stiklas turi keletą potencialių pranašumų. Labai plonoje stiklo skaiduloje, apvilktoje medžiaga su mažesniu lūžio rodikliu, šviesa būdavo pagaunama dėl visiško vidaus atspindžio reiškinio. O jei tokia šerdis būtų labai plona, vos kelių mikronų skersmens, tokia sudėtinė skaidula galėtų tapti vienmodžiu šviesolaidžiu. Signalas galėtų ja sklisti nė kiek neišplisdamas. Bet viskas galiausiai atsiremdavo į didelį šviesos slopinimą stikle.

Kinijoje gimęs
mokslininkas Charles Kao 1966 m. ruošė savo daktaro disertaciją. Tuo metu geriausių stiklo skaidulų slopinimas siekė net 1000 dB kilometrui, bet medžiagų specialistai jam sakė, kad visus šiuos šviesos nuostolius sąlygoja vien stikle esančios priemaišos. Teorinę šviesos pralaidumo ribą sąlygojo šviesos sklaida ir jos sugertis, o šie procesai negalėjo duoti didesnio nei 1 dB/km slopinimo. Todėl tereikėjo išmokti pagaminti švaresnį ir skaidresnį stiklą – ir skaidulos pasidarytų labai įdomios. Savo disertacijoje Kao įrašė, kad tam reikalingos stiklo skaidulos, kurių slopinimas yra mažesnis nei 20 dB/km.

Kao disertacija sukėlė nemažą susidomėjimą. Ją apsigynęs jis iškeliavo į pasaulinį turnė, visur pasakodamas apie skaidulinės optikos šviesias perspektyvas.

Šituo susidomėjo ir amerikiečių kompanija Corning, anksčiau pagarsėjusi savo išrastu ugniai atspariu Pyrex stiklu. Problema buvo ta, kad švaraus kvarcinio stiklo minkštėjimo temperatūra buvo ženkliai aukštesnė negu įprastinio stiklo temperatūra, o jo lūžio rodiklis buvo mažesnis. Norint gauti veikiančią skaidulą, jos šerdį reikėjo pagaminti iš stiklo su didesniu lūžio rodikliu.

Šitaip 1970 m. vasarą Corning mokslininkai Maureris, Keckas, Schultzas ir Zimaras pagamino skaidulas, kurių slopinimas tebuvo vos 17 dB/km. Dar po poros metų jie legiravo šerdį germaniu ir gavo 4 dB/km nuostolius. Galų gale stiklo skaidula tapo skaidri, o Bell’o laboratorijos turėjo uždaryti savo tuščiavidurių šviesolaidžių projektą.

Sparčių ir pigių puslaidininkinių lazerių sukūrimo dėka skaidulinė optika padarė didžiausią perversmą ryšių technikoje nuo pat radijo bangų atradimo. 1986 m. pirmasis šviesolaidinis optinis kabelis nutiestas Lamanšo kanalo dugnu, o 1988 m. –

2 pav. Šviesolaidis

per Atlantą. 1987 m. buvo sukurtas šviesos signalų stiprinimo erbiu legiruotoje skaiduloje būdas.

Tiesa, teko išspręsti ir krūvą kitokių problemų, pavyzdžiui, susijusių su skaidulinių optinių linijų instaliavimu ir priežiūra. Kaip sutaisyti nutrūkusį optinį kabelį? Laboratorijoje viskas sekėsi puikiai, bet reikėjo sukurti ir tokius metodus, kurie tiktų lauko sąlygomis, kada tenka dirbti purve, lyjant ar sningant ant galvos. Bet ir tai pavyko padaryti.

Šiuo metu Jūs matote 31% šio straipsnio.
Matomi 968 žodžiai iš 3096 žodžių.
Peržiūrėkite iki 100 straipsnių per 24 val. Pasirinkite apmokėjimo būdą:
El. bankininkyste - 1,45 Eur.
Įveskite savo el. paštą (juo išsiųsime atrakinimo kodą) ir spauskite Tęsti.
SMS žinute - 2,90 Eur.
Siųskite sms numeriu 1337 su tekstu INFO MEDIA ir įveskite gautą atrakinimo kodą.
Turite atrakinimo kodą?
Po mokėjimo iškart gausite atrakinimo kodą, kurį įveskite į laukelį žemiau:
Kodas suteikia galimybę atrakinti iki 100 straispnių svetainėje ir galioja 24 val.