Baǵdarì 4-kurs 3003-19/1 tt(qq) topar studenti Baymuratov Islambekdin’

ÓZBEKSTAN RESPUBLIKASÍ INFORMACIYALÍQ TEXNOLOGIYALARÍ HÁM KOMMUNIKACIYALARÍN RAWAJLANDÍRÍW MINISTRLIGI
MUHAMMED AL-XOREZMIY ATÍNDAǴÍ TASHKENT INFORMACIYA TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI NÒKIS FILIALÍ
<> fakulteti
<> BAǴDARÌ
4-kurs 3003-19/1 TT(qq) topar studenti
Baymuratov Islambekdin’
Optikaliq baylanis tiykarlari pa’ninen


ÒZBETINSHE JUMIS
Tayarlag’an ________________________________ Baymuratov I
Qabillag’an ________________________________ Babajanova T

No’kis-2023


Dispersiyani kompensatsiyalaytuǵın talshıqlar. Jańa texnologiyalar tiykarında qáliplesken optikalıq talshıqlar.
Joba

1. 
   Dispersiyani kompensatsiyalaytuǵın talshıqlar
   
2. 
   Jańa texnologiyalar tiykarında qáliplesken optikalıq talshıqlar
   

Talshıq optikasi — jaqtılıq hám maǵlıwmatlardı optikalıq diapazon daǵı nur ótkeriwshiler (nur talshıqları ) de tarqalıwın urǵanatuǵın optikalıqa bólimi. Talshıq optikalıqasi 20 -ásirdiń 50-jıllarında vujudga kelip, 70-jıllardıń basında spektrning ko'rinuvchi hám infraqızıl tarawlarında sóniw koefficiyenti 20 dBG'km den kem bolǵan kvars shıyshesi alınıwı menen jedel rawajlana baslaǵan. Nur talshıq sındırıw kórsetkishleri bir-birinen parq etiwshi cilindr formasındaǵı shıyshe yamasa plastik ózek jáne onı qorshap turıwshı qabıqtan shólkemlesken. Ózektiń sındırıw kórsetkishi qabıqnikidan úlken bulgani ushın, olar shegarasında jaqtılıqtıń tolıq ishki qaytıw hádiysesi júz berip, uzak ishine kiritilgen nur tısqarına shıǵıp ketmasdan nur talshıq ishinde tarqaladı. Hyp talshıq ózeginiń diametri bir neshe mikrondan júzlegen mikrongacha, qabıq qalıńlıǵı o'nlab mikrondan júzlegen mikrongacha ózgeriwi múmkin.

Talshıq optikalıqasi salasında alıp barılǵan izertlewler nur talshıqlardıń keń kólemde optikalıq baylanısda qollanılıwına alıp keldi. Házirgi kúnde dástúriy sımlı baylanıs kabellari ornın informaciya uzatıw múmkinshilikleri úlken bolǵan nur talshıqlı kabellar iyelep atır. Atlantikalıq hám Tınısh okeanları suw astından ótkerilgen nur talshıqlı baylanıs kabellari Aziya hám Evropa mámleketlerin Amerika qitasi menen baylanıstırıp turıptı.
Optikalıq suwret arnawlı bir tártip menen jaylastırılǵan nur talshıqlar dástesi arqalı uzatıladı. Dáste degi talshıqlar sanı bir neshe mıń, hátte, millionlardı tashkil etip, dáste úshlerine arnawlı ishlov beriledi. Nur talshıqlar dástesi medicinada adam ishki aǵzaların jaqtılandıriw hám kurishda (endoskop), operativ kinoǵa alıwda, yadro bólekleriniń joqarı tezlik (trek) larini dizimnen ótkeriwde hám basqa tarawlarda keń qollanıladı.
Optikalıq tolada signallardı uzatıw sapasına tásir etiwshi eń zárúrli faktorlardan biri dispersiya esaplanadı. Dispersiya — bul jaqtılıq impulslari aqırlarınıń sozılıwı, yaǵnıy impulslarning keńeyiwi bolıp tabıladı. Impulslar keńeyip, bir-birin qoplaydi, simvollararo buzılıwlar júzege keledi hám qabıllawda impulslar izbe-izliginen uzatılǵan paydalı informatsiyani ajıratıp bolmay qaladı
Quramı boyınsha
Kabelni quraytuǵın hár bir element Gost Sońǵı optikalıqOl ashıq material yamasa qatlam menen oralǵan yadroǵa iye bolǵan kishi sımlı sımlardan ibarat bolıp, olar júdá tómen dárejedegi sınıwı payda etiwine múmkinshilik beredi; sol tárzde jaqtılıq tolqın qollanbası retinde isleytuǵın yadroda qaladı.
Sol tárzde, olar maǵlıwmattı uzatıw múmkinshiligine ıyelew ushın bir neshe jollar arqalı tarqaladılar, bul process multimode (MM) dep ataladı. Biraq, jaqtılıq tek bir tárepke yamasa rejimge qaray payda bolǵanda, olar bir rejim (SM) dep ataladı. Bul talshıqlar geyde uzaq aralıqlarǵa uzatıwdı payda etiw ushın kútá úlken diametrli yadronı dawam ettiredi.
Bir retlik talshıqlar úlkenlew baylanıs baylanısları ushın isletiledi, olar hátte 1 km den úlken aralıqtı basıp ótiwleri múmkin. Biraq, optikalıq talshıqlardıń qosılıwı, birpara jaǵdaylarda, uzatıw quwatı hám retindegi joytıwlardı keltirip shıǵaradı, bul bolsa bul kabellarni tolıq hám kesindisten islep shıǵarıwdı kórip shıǵıwǵa alıp keledi.

Balal qosımshaları termoyadroviy dep ataladı jáne bul júdá názik process bolıp, onı tek qánigelesken texniklar ámelge asıradılar, olar elektr yoyidan paydalanıp, olardı quyma arqalı úshlerin birlestiriwge múmkinshilik beredi. Sonlıqtan, birparaikmalar mexanik túrde yasaladi, yaǵnıy qospa úshler arasındaǵı kúshler basımı sebepli ámelge asıriladı.

Tap sol tárzde, waqtınshalıq yamasa yarım turaqlı jalǵanıwlar ámeldegi, bul erda jalǵanıw úskeneleri arqalı ámelge asıriladı Gost Sońǵı optikalıq qánigelesken. Bul processler, sonıń menen birge jalǵanıwlar yamasa buwınlar tek qánigeler tárepinen ámelge asırılıwı kerek.
Kelip shıǵıwı
Optikalıq jaqtılıq processleriniń dáslepki belgileri 1792 jılda, frantsuz izertlewshisi Klod Shappe optikalıq telegrafiya sistemasın jaratqanında esaplanadi. Bul qural járdeminde ol kodlardı hám áyneklerdi isletip, 200 km den artıq aralıqta jaylasqan xabardı uzatıwǵa eristi.
1920 -ásirdiń ortalarında, shıyshe plastinka ishindegi jaqtılıqnı alıwdı esapqa alǵan izertlewler ótkerildi; Biraq, tek XNUMX jılǵa kelip Demetrius Xondros hám Piter Depiylar maǵlıwmat uzatıw ushın shıyshe kabellar jaratıwdı basladılar.
Izertlewler dawam ettirildi, biraq 1950 jılǵa shekem Narinder Singx Kapanining jumisına saldamlı jantasıw kerek edi, bul oxir-aqıbet kabelning tuwılishini anıqladi Gost Sońǵı optikalıq. Biraq, onıń qollanılıwı pán ushın qızıq emes edi hám birpara ilimpazlar onı jámiyet turmısında qóllaw jolin izlewdi.

Haqıyqıy programma 70-jıllarda General Telefon and Electronics kompaniyası birinshi uzatıwdı qayta jumısqa túsirgende keledi Gost Sońǵı optikalıq, Kaliforniyaning Long-Bich qalasında. Bul arqalı maǵlıwmatlardı nátiyjeli uzatıw imkaniyatın beretuǵın qurılmalardı islep shıǵıwǵa múmkinshilik berdi optikalıq talshıqlar.

Xalıq aralıq kommerciyalastırıw, islep shıǵıw hám ámelge asırıw 80-jıllarda kóplegen kompaniyalar bul texnologiyadan paydalanıwdı baslaǵanlarında, olar natiyjeliligin joǵatmastán 300 km den artıq aralıqtı basıp ótiwge umtılıwǵan. Biraq, 90 jıllarǵa kelip kontinentler ortasında baylanıslar keliwinen talay aldın ornatılǵan edi internet.
Biraq, búgingi kúnde olar uzatıwdıń joqarı sapası sebepli ele da zárúr bolıp, dúnya boylap jalǵanǵan hár bir jalǵanıwdıń islewin kepillik beriw imkaniyatın beredi, tap sol tárzde olar internet signalların uzatıw ushın isletiledi.planeta daǵı túrli jaylar
Dispersiyaning tómendegi túrleri ámeldegi
Dispersiya ótkeriw qábiletin kemeytirip, optikalıq sistemalardıń jumıs tezligin shegaralaydı. Dispersiya — impulslarning keńeyiwi, L uzınlıqlı kabelning kirisiw hám shıǵıwı daǵı impulslar dawam etiw waqtidıń kvadratik parqı retinde tómendegi formuladan anıqlanadı :
Ádetde, dispersiya bir kilometr esabında normalastırıwtırıladı hám ps/km de olshenedi.
4. Tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyenileraro dispersiya
Tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyenileraro dispersiya talshıq boylap tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyenilerdiń túrli jónelislerde túrli waqıtta tarqalıwı menen baylanıslı. Kóp modali tolaga sanlı apertura múyeshi sheńberinde bir neshe ruxsat etilgen tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyeniler kiritiliwi múmkin (10 -súwret) [1]. Tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyeniler túrli jónelislerde tarqaladı hám uzatıwshı derekten qabıllaǵıshqa túrli waqıtlarda jetip keledi. 11-suwretde eń úlken tolqın uzınlıqlı tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyeni 2 qaytıwǵa iye bolsa, eń kishi tolqın uzınlıqlı tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyeni tolaning sol kesiminde 7 qaytıwǵa iye. Nátiyjede kishi tolqın uzınlıqlı tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyeni energiyası úlken tolqın uzınlıqlı tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyeni energiyasına qaraǵanda keshikadi. Qabıl etilgen impulslar jıyındısında bir impulsni qońsılas impuls intervalına túsiwinen qońsılas impuls qáte qabıl etiledi. Tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyenileraro dispersiya kóp modali uzatıw sistemalarınıń kemshiligi esaplanadı. Bul túrdegi dispersiya buzılıwlarınıń bir modali talshıqlardı qóllaw arqalı saplastırıw múmkin. Sebebi odan tek bir tiykarǵı tawıq hám bódeneden basqa quslardıń mákiyeni uzatıladı.
5. Xromatik dispersiya
Xromatik dispersiya da dispersiyaning basqa túrleri sıyaqlı impulslarning keńeyiwi sebepli payda boladı. Xromatik dispersiyani material hám tolqın uzatıwshı (talshıq) dispersiyalarining jıyındısı quraydı :
Xromatik dispersiya pikosekund/nanometrkilometr (ps/nm∙km) de olshenedi. (1 ps=1∙10 -12 s, 1 nm=1∙10 -9 m ). Bul 1 nm keńliktegi impulsni 1 km uzınlıqtaǵı talshıq arqalı ótken degi ps de keńeyiwi bolıp tabıladı. Mısalı ; bir modali standart talshıqlarda 1550 nm tolqın uzınlıǵında xromatik dispersiya ma`nisi 17 ps/nm km átirapında boladı. Dispersiyaning bul túri bir modali talshıqlarǵa da, kóp modali talshıqlarǵa da tán. Lekin bir modali talshıqlarda kóbirek kórinetuǵın boladı.
6. Material dispersiyasi
Material dispersiyasi tap 'lqin uzınlıǵın talshıq materialınıń sındırıw kórsetkishine baylanıslılıǵı menen anıqlanadı. Nátiyjede talshıq materialı arqalı hár túrlı tap 'lqin uzınlıqları túrli tezliklerde uzatıladı. Optikalıq talshıq, tiykarlanıp, kvars shıyshesinen (SiO2) islep shiǵarıladı. Hár bir tolqın talshıq materialınan túrli tezliklerde uzatıladı. 1- ashıqlıq aynasında úlken tolqın uzınlıqları úlken tezlikte, qısqa
tolqın uzınlıqları kishi tezliklerde uzatıladı. Mısalı ; 865 nm tolqın uzınlıǵı 835 nm ga salıstırǵanda úlken tezlikte uzatıladı. soǵan teris 3 — ashıqlıq aynasında qısqa tolqın uzınlıqları úlken tezlikte, uzın tolqın uzınlıqları salıstırǵanda kishi tezlikte uzatıladı. Mısalı, 1535 nm tolqın uzınlıǵı 1560 nm ga qaraǵanda tezirek uzatıladı. 2—shaffoflik aynasınıń 1310 nm tolqın uzınlıǵı nol dispersiyali tolqın uzınlıǵı dep ataladı. Sebebi 1310 nm tolqın uzınlıǵında kvars shıyshesin sındırıw kórsetkishi minimal.

Material dispersiyasi bir modali optikalıq talshıqlarda dispersiyaning tiykarǵı quraytuǵınsı esaplanadı. Uzatıw sistemalarınıń tezlikleri asqan tárepke bıytlar arasındaǵı interval azayadı, nátiyjede dispersiya asadı.

Optikalıq baylanıs sistemalarında qollanılatuǵın jaqtılıq dárekleri
TOATning dúzılıw sxeması (1. 5-súwret) da OATga tán standart qurılmalardan ibarat.
Tek ǵana optikalıq signallardıń tarqalıwın támiyinlew ushın uzatıw ortalıǵı retinde optikalıq kabel talshıǵı isletiledi.
TOATning dúzılıw sxeması quramına tómendegiler kiredi [4]:
KHQU — kanal payda etiwshi úskene;
MvQ — muwapıqlastırıwshı qurılma ;
OUz — optikalıq uzatqısh ;
ONM — optikalıq nurlanıw derekyi;
MQ — beyimlestiriwshi qurılma ;
UzOM — uzatıwshı optikalıq rnodul;
OT - optikalıq talshıq; OR - optikalıq retranslyator;
OQq — optikalıq qabıllaǵısh ;
QqOM — qabıl etiwshi optikalıq modul ;
ONQq — optikalıq nurlanıw qabıllaǵıshı.
TOATda signallar optikalıq talshıq arqalı jóneltirilganligi ushın olarda OOATga tán kemshilikler joq.
Sol sebepli telekommunikatsiya tarmaqlarında, tiykarlanıp, TOATdan paydalanıladı. Keyingi bólimlerde TOAT haqqında aytıladı.

Yarım ótkizgishli lazer diodining parametrlerin temperaturaǵa baylanıslılıǵı, degradasiya procesi.

Jaqtılıq diodi noqatlıq jaqtılıq derekyi retinde jónelgenlik diagramması menen xarakterlenedi. Bul diagrammanıń kórinisi jaqtılıq diodining dúzılıw qásiyetleri, sonıń menen birge, p- hám n-tur materiallaming ózgeshelikleri menen anıqlanadı.
Tómendegi sızılmalarda (3. 7-súwret) sferik dúzılıwlı GaAs (úzliksiz sızıqlı ) hám tegis planar — epitaksial dúzılıwlı GaP (uzlukli sızıqlar ) jaqtılıq diodlarining jónelgenlik diagrammaları keltirilgen. Olardan usıdan ayqın boladı, dúzilisi qásiyetlerine qaray, noqatlıq yomg'lik diodining nurlanıwı ± 10° keńislikdegi múyesh aralıǵinda ótkir jónelgen bolıwı da, (130 -140°) múyesh aralıǵinda tegis bólistirilgen bolıwı da múmkin.
Yomg'lik diodining ol yamasa bul kórinistegi jónelgenlik diagrammasına yomg'lik derekyi menen pútin dúzılıwǵa iye bolǵan qaytargichlar jardeminde eriwiladi.
Gáp sonda, tómen temperaturasıarda hám júzimdiń jetkilikli dárejede úlken bahalarında p-n ótiwde rekombinatsiyalangan hár bir elektron -gewek jupi birden foton payda etedi, basqasha ayt- ganda, nurlanıwdıń kvant natiyjeliligi birge jaqın bo'iadi.
Biraq tegis dúzılıwlı diodlarda bul fotonlarning barlıǵı da tısqarına chiqa almaydı. Olardıń kóbisi tolıq ishki qaytıw hádiysesine kóre, diod shegarasınan qaytadı hám yarım ótkezgish materiallı tárepinen qayta jutıladı.
Fizika stuldan ekenin aytıw kerek, eki ortalıq shegarasınan ótip atırǵan nurlar konusini sheklewshi kritik keńislikdegi múyesh tómendegi muno- sabat menen anıqlanadı :
bunda n, hám n2 - tiyisli ortalıqlardıń sındırıw kórsetkishleri. GaAs hám hawa ortasındaǵı shegara múyesh dwr shama menen 16° ga teń jáne bul konusga nurlanayotgan jaqtılıqtıń tek 3, 9% túsedi. Bunnan tısqarı, bul jaqtılıqtıń 35 procenti ádetdegi Frenel qaytıwına dús boladı. Nátiyjede hawaǵa nurlanıwdıń eń kópi menen 2, 6 procenti shıǵadı. Bunda tısqarına shıqqan nurlanıw shama menen kosinus nızamı boyınsha bólistiriledi.
Aktiv (jumısshı ) tarawda generatsiyalangan nurlanıwdıń sırtqı ortalıqqa shıǵıwın asırıw jáne onıń jónelgenlik diagrammasın jaqsılaw ushın jaqtılıq diodini tayarlaw sıyaqlında oǵan ol yamasa bul kórinistegi forma beriledi.
áne sonday konstruktiv sheshimlerden úsh xili keltirilgen. 3. 8-a suwretde «-tarawı yarımsferik hám /?-tarawı juqa tegis sheńber kórinisinde tayarlanǵan jaqtılıq diodining dúzilisi kórsetilgen.
Eger p-n ótiw radiusınıń yarımsfera radiusına qatnası sin0 kr den aspasa, yarımsfera sırtına jetip barǵan barlıq jaqtılıq oǵan ótkerilgen perpendikulyar menen €k, ga salıstırǵanda kishi múyesh payda etedi hám kristalldan tısqarına shıǵıwı múmkin. Nátiyjede jaqtılıq diodining sırtqı kvant natiyjeliligi shama menen 10 — 20 retge shekem artıp, tısqarına shıqqan nurlanıw barlıq jónelisler boyınsha birdey intensivlik menen tarqaladı.