Порядок выполнения работы. 1) Включить осветитель схемы измерения числовой апертуры

1) Включить осветитель схемы измерения числовой апертуры. Определить апертуру оптических волокон. Для этого замерить диаметр D светового пятна, создаваемого выходным пучком испытуемого жгута на измерительном экране. Затем рассчитать величину числовой апертуры Ф и апертурного угла Q_max по формуле (16).

2) Рассчитать разность коэффициентов преломления с помощью выражения (7), уширение импульсов (8), обобщенный параметр (9), количество направляемых мод (10) и дополнительное затухание от изгибов (11) при R_из = 10,20 и 30 мм для условия значений радиуса сердцевины волокна а = 40 мкм, λ = 1 мкм.

3) Включить питание лазера, генератора синусоидальных сигналов, осциллографа и тумблер «сеть» блока оптических волокон и фотодетекторов. Выдержать время прогрева приборов – 3 мин.

4) На генераторе синусоидальных сигналов установить выходное напряжение 0,5 В, выходное сопротивление 1000 Ом. Подключить генератор к электрическому входу оптического модулятора К выходу блока оптических волокон и фотодетекторов подключить осциллограф.

5) Установит на микроманипуляторе регулировки: Δr = 0, ΔZ = 0. Установить на осциллографе амплитуду сигнала, равную 10 делениям шкалы. Ручками частоты и синхронизации обеспечить неподвижное и удобное для наблюдения изображение. Число делений шкалы на экране осциллографа считать здесь и далее относительной амплитудой сигнала.

6) Создавая радиальное смещение Δr, согласно данным табл.1, замерить напряжение U_Δr. По результатам измерений определить Δa_r c помощью формулы (15).

Таблица 1

7) Создавая осевое смещение ΔZ, согласно данным табл. 2, замерить напряжение U_Δz. По результатам измерений определить Δa_z с помощью (15).

Таблица 2

8) По формулам (12), (13) получить значения Δa_r и расчетным путем для использованных в измерениях величинах несовмещенности волокон, при величине Q_max, полученной в п.1, значение радиуса жгута а = 1,75 мм. Результаты внести в табл. 1 и 2. Построить графики измеренных и расчетных зависимостей Δа от величин несовмещенностей волокон.

Содержание отчета

1) Определение понятия апертурного угла и числовой апертуры, рис 2 с кратким пояснением.

2) Результаты измерений по п.1 и расчетов по п.2 разд.4.

3) Рис.3 и выражения для расчета потерь от несовмещенности (12)–(14)

4) Результаты измерений и расчетов дополнительного затухания от радиальной несовмещенности торцов волокон. Табл. 1 и соответствующий график по п.8 разд.4.

5) Результаты измерений и расчетов дополнительного затухания от осевой несовмещенности торцов волокон. Табл. 2 и соответствующий график по п.8 разд. 4

6. Контрольные вопросы

1) В чем состоит содержание лабораторной работы? Каковы ожидаемые результаты измерений и расчетов?

2) Угол полного внутреннего отражения и его связь с процессами распространения по оптическим волокнам.

3) Пояснение понятий апертурного угла и числовой апертуры с использованием лучевой модели распространения по светодиоду.

4) Высокоапертурные и низкоапертурные волокна. Связь значения числовой апертуры с основными параметрами оптического волокна.

5) Дополнительное затухание на стыках строительных длин оптических кабелей.

6) Волоконно-оптические жгуты.

7) Методика измерений и расчетов, проведенных в лабораторной работе.

8) Обсуждение результатов измерений и расчетов.

Поиск по сайту: