Optik to'lqin o'tkazgich

QAYTA TOPSHIRISH

Fan:
Elektron asboblar integral shemalar
Mavzu:
Optik tolqin otkazgichlar

Bajardi: Norqulov Abror

Guruh:170-20-LTO

Optik to'lqin o'tkazgich
Optik spektrdagi elektromagnit to'lqinlarni boshqaradigan jismoniy ob'ektga optik to'lqin o'tkazgich deyiladi.
Plastmassa va shishadan, shuningdek, optik toladan tashkil topgan shaffof dielektrik to'lqin o'tkazgichlar optik to'lqin o'tkazgichlarning odatiy shakllaridir.
Yorug'likning tarqalishi mumkin bo'lgan fazoviy diapazoni yorug'likni yo'naltirish uchun fazoviy bir hil bo'lmagan qurilma bo'lgan optik to'lqin o'tkazgich tomonidan cheklangan.
Odatda, to'lqin qo'llanmasi sinishi indeksi atrofdagi muhitdan yuqori bo'lgan qismga ega (qoplama deb ataladi).
Ushbu maqolada biz optik to'lqin yo'riqnomasining printsiplarini, ba'zi misollarni va yana ko'p narsalarni ko'rib chiqamiz.
Optik To'lqin O'tkazgichga Kirish
Fotonik qurilmalarning asosiy qurilish bloklari optik signallarni yo'naltiruvchi, ulash, almashtirish, bo'lish, multipleks va demultiplekslash uchun optik to'lqin o'tkazgichlardir.
Mikroelektronikaga o'xshash planar texnologiyadan foydalangan holda, passiv to'lqin o'tkazgichlar, elektrooptik komponentlar, transmitterlar, qabul qiluvchilar va harakatlantiruvchi elektronika hammasi bitta chipga birlashtirilishi mumkin.
To'lqin uzatuvchi qurilmalarning ishlashi har xil omillarga, jumladan, geometriya, to'lqin uzunligi, maydonning dastlabki taqsimoti, moddiy ma'lumotlar va elektrooptik haydash sharoitlariga bog'liq, garchi ularning ishlashi keng o'rganilgan va tushunilgan bo'lsa ham.
Gadgetni yaratishdan oldin ma'lum parametrlarni sozlash kerak. Chip yaratish uchun juda ko'p resurslar kerak bo'lganligi sababli, katta hajmdagi optoelektronik sxemalar uchun aniq modellashtirish juda muhimdir.
To'lqin o'tkazgich rejimlari, rejimlarni ulash, yo'qotish va daromad olish, shuningdek yorug'lik signallarini uzatish optik to'lqin o'tkazgich dizaynida simulyatsiya qilingan.
To'lqin uzatuvchi qurilma geometriyasi, ishlab chiqarish omillari va moddiy konstantalar bilan kirish ma'lumotlarining bir qismida tasvirlangan.
To'lqin qo'llanmasi ma'lumotlari ishlab chiqarish parametrlarini boshqarishi mumkin bo'lgan dasturiy ta'minot bilan loyiha sxemasidan foydalangan holda kiritilishi kerak.
Raqamli hisob-kitoblarni o'rnatish uchun ma'lumotlarni kiritish boshqa komponentni ham o'z ichiga oladi. Mukammal dunyoda kirish tizimlari raqamli hisoblashning o'ziga xos xususiyatlarini yashiradi yoki cheklaydi.
Ammo to'lqin qo'llanmasini modellashtirish ko'pincha murakkab raqamli protseduralardan foydalanganligi sababli, siz asosiy raqamlarning ba'zi elementlari bilan tanishishingiz kerak.
Fotonik sxemalar to'lqin o'tkazgichlar yordamida qurilgan. To'lqin o'tkazgich markazi bo'ylab marshrutga perpendikulyar - bu to'lqin o'tkazgichning o'zgarmas yoki o'zgaruvchan kengligining ta'rifidir.
Optik To'lqin O'tkazgichning Asosiy Printsipi
Rasmda ko'rsatilganidek, geometrik yoki nurli optika tushunchalari optik to'lqin o'tkazgichlarini asoslovchi asosiy g'oyalarni etkazish uchun ishlatilishi mumkin.
Sinishi bu yuqori sinishi indeksiga ega bo'lgan materialga kiradigan yorug'likning normal tomonga egilishi jarayonidir.

Havodan oynaga yorug'lik tushishini ko'rib chiqing. Yorug'likning boshqa yo'nalishda, shishadan havoga o'tishiga o'xshab, xuddi shu yo'nalish bo'ylab harakatlanadi va odatdagidan chetga chiqadi. Vaqtni teskari simmetriya tufayli bu natijaga olib keladi. Havodagi har bir nurni stakandagi nurga solishtirish mumkin.

Birga-bir munosabat mavjud. Ammo shishadagi yorug'lik nurlarining bir qismi sinishi tufayli o'tkazib yuboriladi. Shishadagi qolgan yorug'likni ushlab turadigan to'liq ichki aks ettirish ishdagi mexanizmdir.
Kritik burchak ustidagi burchak ostida ular shisha-havo kontaktiga tushadilar. Grin funktsiyasiga asoslangan murakkabroq formulalarda bu qo'shimcha nurlar holatlarning kattaroq zichligi bilan bog'liq.
Dielektrik to'lqin o'tkazgichda biz to'liq ichki aks ettirish yordamida yorug'likni ushlab, yo'naltira olamiz. Qizil yorug'lik nurlari yuqori indeksli muhitning yuqori va pastki yuzalarini aks ettiradi.
Plita asta-sekin egilib tursa, u egri yoki egilgan bo'lsa ham yo'naltirilishi mumkin. Yorug'lik tolali optikadagi ushbu asosiy printsipga muvofiq quyi indeksli shisha qoplamadagi yuqori indeksli shisha yadro bo'ylab boshqariladi.

To'lqin yo'riqnomasining ishlashi faqat nurli optika bilan tasvirlangan. Dielektrik to'lqin o'tkazgichning to'liq maydon tavsifi uchun Maksvell tenglamalari analitik yoki raqamli tarzda echilishi mumkin.

Optik To'lqin O'tkazgichga Misol
Planar to'lqin o'tkazgichlar sifatida ham tanilgan dielektrik plitalar to'lqin o'tkazgichlari, ehtimol, optik to'lqin o'tkazgichlarning eng asosiy turidir.
To'lqin o'tkazgichli panjaralar, akusto-optik filtrlar va modulyatorlar oddiyligi tufayli plita to'lqin o'tkazgichlaridan foydalanishi mumkin bo'lgan bir nechta chipli qurilmalardir.
Plitalar to'lqin qo'llanmalari ham tez-tez o'yinchoq modellari sifatida ishlatiladi.
Har biri alohida dielektrik o'tkazuvchanlikka ega bo'lgan uchta qatlamli materiallar birlashtirilib, ular orasidagi interfeyslarga parallel yo'nalishlarda cheksiz ravishda cho'zilishi mumkin bo'lgan plitalar to'lqin qo'llanmasini hosil qiladi.
Agar markaziy qatlam tashqi qatlamlarga qaraganda yuqori sinishi indeksiga ega bo'lsa, yorug'lik to'liq ichki aks ettirish orqali o'rta qatlamda joylashgan.
2 O'lchovli To'lqin O'tkazgichning Ba'zi Misollari
Strip To'lqin O'tkazgich
Asosan, qoplama qatlamlari orasiga siqib qo'yilgan qatlam chizig'i chiziqli to'lqin yo'nalishini tashkil qiladi.
Plitalar to'lqin o'tkazgichning yo'naltiruvchi qatlami bitta emas, balki ikkala ko'ndalang yo'nalishda ham cheklangan, bu to'rtburchaklar to'lqin o'tkazgichning eng oddiy misolini keltirib chiqaradi. Ikkala integral optik sxemalar ham, lazerli diodlar ham to'rtburchaklar to'lqin o'tkazgichlardan foydalanadi.
Ular tez-tez Mach-Zehnder interferometrlari va to'lqin uzunligi bo'linuvchi multipleksorlar kabi optik qismlar uchun asos bo'lib xizmat qiladi. Ko'pincha to'rtburchaklar optik to'lqin o'tkazgichlar lazer diodlarining bo'shliqlarini qurish uchun ishlatiladi.
To'rtburchaklar shakliga ega optik to'lqin qo'llanmalarini yaratish uchun odatda tekislik usuli qo'llaniladi.
Qovurg'a To'lqin Qo'llanmasi
Qovurg'a to'lqinli yo'riqnomasida yo'naltiruvchi qatlam asosan uning ustiga yotqizilgan chiziqli (yoki bir nechta chiziqlar) bo'lgan plitalardir.
Ko'p qatlamli qovurg'a tuzilmalarida, yaqin birlik bilan chegaralanish, shuningdek, to'lqinni ikki o'lchamdagi qovurg'a to'lqin uzatmalarida cheklash mumkin.
Fotonik Kristalli To'lqin O'tkazgich Va Segmentli To'lqin O'tkazgich
O'zlarining tarqalish yo'li bo'ylab optik to'lqin o'tkazgichlar odatda doimiy kesmani ushlab turadilar. Bu, masalan, chiziqli va qovurg'a to'lqin o'tkazgichlari bilan bog'liq.
Bloch deb ataladigan rejimlardan foydalangan holda, to'lqin o'tkazgichlar ham kesmalarida davriy o'zgarishlarga ega bo'lishi mumkin va shu bilan birga yorug'likni hech qanday yo'qotishsiz uzatadi.
Ushbu to'lqin o'tkazgichlar fotonik kristalli to'lqin o'tkazgichlar (2D yoki 3D naqshli) yoki segmentlangan to'lqin o'tkazgichlar (tarqalish yo'nalishi bo'yicha 1D naqshli) sifatida tasniflanadi.
Lazer Bilan Yozilgan To'lqin O'tkazgich
Fotonika sanoati optik to'lqin o'tkazgichlar eng foydali bo'lgan joydir. Elektr chiplari va optik tolalar o'rtasidagi integratsiya 3D kosmosda to'lqin o'tkazgichlarni o'rnatish orqali mumkin bo'ladi.
Telekommunikatsiya to'lqin uzunliklarida infraqizil nurning yagona rejimi bunday to'lqin o'tkazgichlar yordamida tarqalishi mumkin, ular shuningdek, kirish va chiqish joylari o'rtasida juda kam yo'qotish bilan optik signallarni o'tkazish uchun o'rnatiladi.

Optik To'lqin O'tkazgich Ishlatiladi

Mikroto'lqinli aloqa, radioeshittirish va radar tizimlarida to'lqin uzatuvchi elektromagnit uzatish liniyasidir. To'lqin o'tkazgich to'rtburchaklar yoki silindrsimon metall quvur yoki trubadan yasalgan.
Elektromagnit maydon uzunlamasına tarqaladi. Shox va tovoq antennalari eng tipik to'lqin qo'llanma ilovalari hisoblanadi.
Optik Tola - Bu To'lqin O'tkazgichmi?
Optik tolalar qanday ishlashini boshqaradigan umumiy ichki aks ettirishni yorug'lik to'lqini deb hisoblash mumkin.
Agar tushish burchagi kritik burchakdan katta bo'lsa, tarqaladigan to'lqin ikki xil material orasidagi chegaraga duch kelganida, umumiy ichki aks ettirish sodir bo'ladi.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, optik to'lqin o'tkazgich - bu yorug'lik to'lqinini kerakli yo'nalishdan boshqa yo'nalishda harakatlanishiga yo'l qo'ymaslik orqali "yo'naltiruvchi" tuzilma. Tibbiyot sanoatida optik tolalar diagnostika va terapiya uchun tez-tez ishlatiladi.
Optik tolalardan tayyorlangan egiluvchan iplar o'pka, qon tomirlari va boshqa organlarga joylashtirilishi mumkin. Bitta uzun kolba endoskop, tibbiy asbob ichida ikkita optik tola to'plamini o'z ichiga oladi.
Batafsil rasm yorug'likni bir to'plamdagi tekshirilayotgan to'qimalarga yo'naltirish va boshqa to'plamda undan aks ettirilgan nurni olish orqali yaratiladi. Endoskoplar tananing ayrim qismlarini yoki bo'g'imlarini, masalan, tizzalarni tekshirish uchun tayyorlanishi mumkin.
Men kompyuter fanlari muhandisiman, AIga qiziqaman va startaplarda tadqiqot loyihalari ustida ishlaganman. Men kelajakdagi texnologiyalar bo'yicha bosh QQ tarkibini taqdim etaman.
OPTIK - TOLALI ALOQA LINIYALARI

ABSTRACT: Rivojlanish boshlanganidan beri kompyuter texnalogiyalari bir

necha yil o’tdi. Bu vaqt ichida biz hisob-kitoblarning bunday tezligini , oltmish yil
oldin hatto orzu qilishni ham iloji bo’lmagan ma’lumotlarni uzatish tezligini oldik.
Hammasi 1948 – yilda K.Shannonning “Matematik aloqa nazariyasi “ va
N.Vinerning “Kibernetika , yoki hayvonlar va mashinalarda boshqarish va aloqa”
kitoblari nashr etilishidan boshlandi. Ular ilm – fanni rivojlantirish uchun yangi
vektorni aniqladilar, natijada kompyuterlar paydo bo’ldi : avval naycha giganti , kiyin
tranzistor va integral mikrosxemalarda, mikroprotsessorlarda va 1989-yilda paydo
bo’ldi shaxsiy kompyuter IBM. Xuddi shu yili MS- DOS dasturi , 1990- yilda esa
Windows-3.0 chiqarildi va kiyinchalik aparat va dasturiy ta’minotning tez
yaxshilanishi yuz berdi. Asr oxiriga kelib, insoniyat kompyuter texnologiyalarning
ulkan miniatizatsiyasini , kompyuter va odam odam orasidagi masofani qisqartirishni

Bunday tezkor ma’lumotlarni qayta ishlashni qabul qilib , odamlar vaqt

va pulni sarflashni to’xtatishlari mumkin , shuningdek ushbu ma’lumotlarni
uzatishda,shuningdek kirish tezligi va ma’lumotlarni uzatish tezligini oshirishda
to’xtashlari mumkin degan xulosaga kelishdi. Oddiy aluminiy va mis simlarini
o’rnini bosadigan optik tolalar kabi yangi aloqa turlaridan foydalanish tufayli
bu mumkin bo’ldi.
Hozirgi vaqtda optik tolali aloqa liniyalari mavzusi dolzarbdir , chunki
sayyoramizdagi odamlar soni oshib bormoqda va yaxshi hayotga ehtiyoj ham ortib
bormoqda . Qadim zamonlardan inson takomillashmoqda :
U o’z bilimlarini yaxshilaydi , hayotini yaxshilashga ,uy ro;zg’or buyumlarini
yaratishga va modellashtirishga intiladi.
Optik tolali aloqa liniyalari tarixi:
Optik tolalar keng tarqalgan va ommabop aloqa vositasi bo'lishiga qaramay,
texnologiyaning o'zi sodda va uzoq vaqt davomida ishlab chiqilgan. Yorug'lik nurlari
yo'nalishini sinish yo'li bilan o'zgartirish tajribasi 1840 yilda Daniel Kolladon va Jak
Babin tomonidan namoyish etilgan. Bir necha yil o'tgach, Jon Tyndall ushbu tajribani
Londondagi ommaviy ma'ruzalarida qo'llagan va 1870 yilda allaqachon yorug'lik
tabiati to'g'risida asar nashr qilgan. Texnologiyaning amaliy qo'llanilishi faqat
yigirmanchi asrda topilgan. 20-asrning 20-yillarida eksperimentchilar Klarens Xasnell
va Jon Berd tasvirlarni optik naychalar orqali uzatish qobiliyatini namoyish etdilar.
Ushbu printsip Geynrix Lamm tomonidan bemorlarni tibbiy ko'rikdan o'tkazish uchun
ishlatilgan. Faqat 1952 yilga kelib hind fizigi Narinder Singx Kapani bir qator
eksperimentlarni o'tkazdi, bu esa tolaning ixtiro qilinishiga olib keldi. Darhaqiqat, u
xuddi shu shisha tolali to'plamni yaratdi va qobiq va yadro turli xil sinishi
ko'rsatkichlari bo'lgan tolalardan yasalgan edi. Qobiq aslida ko'zgu bo'lib xizmat qildi
va yadro yanada shaffof edi - bu tez tarqalish muammosi shu tarzda hal qilindi. Agar
ilgari nur optik tolaning oxiriga etib bormagan bo'lsa va bunday uzatish vositasini
uzoq masofalarga ishlatish imkonsiz bo'lsa, endi muammo hal qilindi. Narinder
Kapani 1956 yilga kelib texnologiyani takomillashtirdi. Moslashuvchan shisha
tayoqchalar to'plami tasvirni deyarli yo'qotish va buzilishsiz uzatdi.
1970 yilda Corning mutaxassislari tomonidan optik tolalarni ixtiro qilgani, bu mis sim
orqali bir xil masofaga takroriy takrorlovchilarsiz telefon signallarini uzatish tizimini
takrorlash imkonini berdi, bu optik tolali texnologiyalarni rivojlantirish tarixidagi
burilish davri deb hisoblanadi. Ishlab chiquvchilar optik signal kuchining kamida bir
foizini bir kilometr masofada ushlab turishga qodir bo'lgan o'tkazgichni yaratishga
muvaffaq bo'lishdi. Bugungi kun me'yorlariga ko'ra, bu juda kamtarona yutuq, ammo
bundan deyarli 40 yil oldin bu simli aloqaning yangi turini rivojlantirish uchun zarur
shart edi.
Dastlab, optik tolalar ko'p fazali edi, ya'ni u bir vaqtning o'zida yuzlab yorug'lik
fazalarini o'tkazishi mumkin edi. Bundan tashqari, tolali yadro diametrining
ko'payishi arzon optik uzatgichlar va ulagichlardan foydalanishga imkon berdi.
Keyinchalik, optik muhitda faqat bitta faza uzatilishi mumkin bo'lgan yuqori
ko'rsatkichli tola ishlatila boshlandi. Bir fazali tolaning kiritilishi bilan signalning
yaxlitligi uzoqroq masofada saqlanib qolishi mumkin edi, bu esa katta miqdordagi
ma'lumot uzatilishini osonlashtirdi.
Bugungi kunda eng mashhur tola - bu bir fazali, to'lqin uzunligini nolga
tenglashtirish. 1983 yildan buyon u optik tolali sanoatning etakchisi bo'lib, o'z ishini
o'n millionlab kilometrlarda isbotladi.
2. Jismoniy va texnik xususiyatlari xususiyatlar
Juda yuqori tashuvchi chastotalar tufayli keng polosali optik signallar. Bu shuni
anglatadiki, ma'lumot optik aloqa liniyasi orqali taxminan 1 Terabit / s tezlikda
uzatilishi mumkin.
Boshqacha qilib aytganda, bitta tola bir vaqtning o'zida 10 mln telefon orqali
suhbatlar va million video signal. Ma'lumotlarni uzatish tezligini bir vaqtning o'zida
ikki yo'nalishda uzatish orqali oshirish mumkin, chunki yorug'lik to'lqinlari bir-
biridan mustaqil ravishda bitta tolada tarqalishi mumkin. Bundan tashqari, ikki xil
qutblanishning yorug'lik signallari optik tolada tarqalishi mumkin, bu esa optik aloqa
kanalining o'tkazuvchanligini ikki baravar oshirish imkonini beradi. Bugungi kunga
qadar optik tolalar orqali uzatiladigan ma'lumotlarning zichligi chegarasiga
erishilmagan. Va bu shuni anglatadiki, hozirgi kunga qadar bizning Internetimizdagi

, to’liq kirib borishni oldi kompyuter tehnologiyalari uy xo’jaligi sohasida. 1986-yil

Internetning tug’ilishi global tarmoq,dunyoning deyarli barcha davlatlarini qamrab
olgan, har bir foydalanuvchini dolzarb ma’lumotlar bilan ta’minlaydi