December 15 2017 04:23:20
Навигация
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
Оптоэлектронные приборы элементы и световоды
ОПТОЭЛЕКТРОНИКА И ОТОБРАЖЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ

На основе оптоэлектроники создано и производится большое число приборов. В микроэлектронике применяются переключатели-коммутаторы аналоговых и дискретных сигналов с оптической связью элементов при их электрической изоляции (гальванической развязке).

Распространенным конструктивно завершенным элементом является оптоэлектронная пара (оптрон). Простейший оптрон представляет собой прибор (рис 14.9,а), содержащий излучатель, среду распространения (световод) и фотоприемник (рис 14.9,б), размещенные в герметичном светонепроницаемом корпусе.


Рис.14.9. Диодная оптопара (а) и ее структура (б)

Входные и выходные параметры оптрона зависят соответственно от характеристик светодиода и фотодетектора. Статическими проходными параметрами служат коэффициент передачи тока (ki @0,01) и сопротивление изоляции (Rиз @109 Ом). В динамическом режиме следует учитывать  емкостную связь (Сп @1….10 пФ) между входными и выходными зажимами. Основным динамическим параметром оптрона служит время его переключения tп=tвкл+tвыкл , составляющее от 0.1 мкс до 10мкс.

В оптронах применяют также фоторезисторы, фототранзисторы и более сложные электронные модули. Специальные оптроны могут иметь волоконно-оптический кабель (ВОК), позволяющий передавать световые сигналы на значительные расстояния.

Свойства и параметры систем передачи аналоговых или дискретных сигналов существенно зависит от используемых волоконно-оптических линий связи (ВОЛС). Основной ВОЛС служит планарно-оптический волновод или гибкий волоконно-оптический кабель.

      Оптический волновод представляет собой помещенную на подложку с показателем преломления n0 тонкую пленку (∆ @ 1 мкм) с высоким показателем преломления n1,  которая покрыта защитным слоем с показателем преломления n2 (рис.14.10,а).


Рис 14.10. Оптический волновод (а) и ввод в него луча (б)

При выполнении условия n1>n0>n2 можно добиться полного отражения светового луча от границ раздела и его распространения вдоль волновода. Ввод луча в волновод можно осуществить, например, с помощью призмы (рис.14.10,б).

Для передачи световой энергии на большие расстояния  требуется световод,  который наряду с требуемыми оптическими характеристиками должен обладать заданными механическими свойствами (возможностью изгиба, прочностью, стойкостью к внешним воздействиям). В качестве световодов применяют цилиндрические волокна чистого кварца, а так же органического или неорганического стекла.

    Волоконно-оптический световод имеет стеклянную сердцевину, окруженную оболочкой, которая помещена в защитный слой (рис. 14.11,а).


Рис 14.11. Волоконно-оптический кабель (а), распространение лучей (б), при изгибе (в)

Показатель преломления в сердцевине больше, чем в оболочке n1>n2 , что создает полное внутреннее отражение светового луча (рис.14.11,б), входящего под определенным углом в световод (луч 1). Показатели преломления защитного слоя и оболочки n2>n0, и  при больших углах ввода светового луча происходит его отражение от границы – оболочка защищенный слой (луч 2) и возможен выход луча из световода (луч 3), т.е. излучение энергии. Подбор показателей преломления областей должен обеспечить распространение лучей при заданном изгибе волокна (рис.14.11,в).

Характеристики волоконных световодов зависят от их геометрии и свойств материалов. Важным паспортным параметром служит погонное  затухание, вычисляемое как отношение мощностей на выходе и входе кабеля длиной l:

img3.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.02 секунд 2,297,560 уникальных посетителей