VII Wybrane zastosowania. Bernard Ziętek



Podobne dokumenty
FIZYKA LASERÓW XIII. Zastosowania laserów

VI. Elementy techniki, lasery

NA = sin Θ = (n rdzenia2 - n płaszcza2 ) 1/2. L[dB] = 10 log 10 (NA 1 /NA 2 )

Światłowody. Telekomunikacja światłowodowa

LASERY NA CIELE STAŁYM BERNARD ZIĘTEK

Optotelekomunikacja 1

Wprowadzenie do światłowodowych systemów WDM

IV. Transmisja. /~bezet

Parametry i technologia światłowodowego systemu CTV

Wzmacniacze optyczne ZARYS PODSTAW

Dyspersja światłowodów Kompensacja i pomiary

TELEKOMUNIKACJA ŚWIATŁOWODOWA

Źródła światła: Lampy (termiczne) na ogół wymagają filtrów. Wojciech Gawlik, Metody Optyczne w Medycynie 2010/11 - wykł. 3 1/18

SPECYFIKACJA ZASIĘGU POŁĄCZEŃ OPTYCZNYCH

Autokoherentny pomiar widma laserów półprzewodnikowych. autorzy: Łukasz Długosz Jacek Konieczny

Charakteryzacja telekomunikacyjnego łącza światłowodowego

Bernard Ziętek OPTOELEKTRONIKA

Sieci optoelektroniczne

Zjawiska w niej występujące, jeśli jest ona linią długą: Definicje współczynników odbicia na początku i końcu linii długiej.

Akademickie Centrum Informatyki PS. Wydział Informatyki PS

Systemy i Sieci Radiowe

Pomiar drogi koherencji wybranych źródeł światła

Metody Optyczne w Technice. Wykład 5 Interferometria laserowa

Zjawiska nieliniowe w światłowodach Wykład 8 SMK Na podstawie: J. Siuzdak, Wstęp do współczesnej telekomunikacji światłowodowej

Światłowodowe Sensory interferencyjne: zasady pracy i konfiguracje

Media transmisyjne w sieciach komputerowych

Optotelekomunikacja. dr inż. Piotr Stępczak 1

Telekomunikacja światłowodowa

Ponadto, jeśli fala charakteryzuje się sferycznym czołem falowym, powyższy wzór można zapisać w następujący sposób:

Technika falo- i światłowodowa

Pomiar tłumienności światłowodów włóknistych

Światłowody przystosowane do WDM i ich rozwój

Sieci WDM. Wavelength Division Multiplexing Dense Wavelength Division Multiplexing

ZASTOSOWANIE ZJAWISKA CAŁKOWITEGO WEWNĘTRZNEGO ODBICIA W ŚWIATŁOWODACH

Optyka. Optyka geometryczna Optyka falowa (fizyczna) Interferencja i dyfrakcja Koherencja światła Optyka nieliniowa

Wzmacniacze optyczne

Niezwykłe światło. ultrakrótkie impulsy laserowe. Piotr Fita

Systemy i Sieci Radiowe

Systemy i Sieci Radiowe

BER = f(e b. /N o. Transmisja satelitarna. Wskaźniki jakości. Transmisja cyfrowa

Uniwersytet Otwarty AGH

Rozkład materiału z przedmiotu: Przetwarzanie i obróbka sygnałów

Ćwiczenie 2. Badanie strat odbiciowych i własnych wybranych patchcordów światłowodowych. LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI

2. Światłowody. 2. TELEKOMUNIKACJA OPTOFALOWA: Światłowody Strona 1

Podstawy systemu okablowania strukturalnego

Dr Michał Tanaś(

Reflektometr optyczny OTDR

Solitony i zjawiska nieliniowe we włóknach optycznych

Połączenia spawane światłowodów przystosowanych do multipleksacji falowej WDM

Systemy transmisji o bardzo dużych zasięgach i przepływnościach Wykład 19 SMK

Pomiary kabli światłowodowych

Laboratorium techniki światłowodowej. Ćwiczenie 5. Badanie wpływu periodycznych zgięd na tłumiennośd światłowodu

Metody optyczne w medycynie

Projektowanie układów scalonych do systemów komunikacji bezprzewodowej

Światłowody, zasada działania, budowa i zastosowanie

Pomiary kabli światłowodowych

Wielomodowe, grubordzeniowe

Włókna z cieczowym rdzeniem oraz włókna plastykowe. Liquid-Core and Polymer Optical Fibers

Centrum Diagnostyki i Terapii Laserowej Politechniki Łódzkiej

PODSTAWY FIZYKI LASERÓW Wstęp

Czujniki światłowodowe

OPTOTELEKOMUNIKACJA. dr inż. Piotr Stępczak 1

W p r o w a d z e n i e dr hab. inż. Sergiusz Patela

Transmisja bezprzewodowa

Optyka. Optyka falowa (fizyczna) Optyka geometryczna Optyka nieliniowa Koherencja światła

5. Procedura Projektowania Systemu 1

/~bezet

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2012/2013 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody III stopnia

K-LASER CUBE. NAJMOCNIEJSZY LASER WYSOKOENERGETYCZNY NA RYNKU DO 15W W PRACY CIĄGŁEJ; DO 20W W UNIKATOWYM TRYBIE ISP

Obecnie są powszechnie stosowane w

Łącza WAN. Piotr Steć. 28 listopada 2002 roku. Rodzaje Łącz Linie Telefoniczne DSL Modemy kablowe Łącza Satelitarne

Wykład 2: Wprowadzenie do techniki światłowodowej

GŁÓWNE CECHY ŚWIATŁA LASEROWEGO

1. Wprowadzenie - łącze optyczne i jego elementy

Właściwości transmisyjne

Systemy i Sieci Radiowe

pasywne elementy optyczne

Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5)

w obszarze linii Podziały z różnych punktów widzenia lasery oscylatory (OPO optical parametric oscillator)

PL B1. Sposób pomiaru współczynnika załamania oraz charakterystyki dyspersyjnej, zwłaszcza cieczy. POLITECHNIKA GDAŃSKA, Gdańsk, PL

Glosariusz: Technika Światłowodowa od A jak Absorpcja do Z jak Złącze

FACULTY OF ADVANCED TECHNOLOGIES AND CHEMISTRY. Wprowadzenie Podstawowe prawa Przetwarzanie sygnału obróbka optyczna obróbka elektroniczna

światłowód światłowód gradientowy n 2 <n 1 n 1

Laboratorium technik światłowodowych

Fotonika kurs magisterski grupa R41 semestr VII Specjalność: Inżynieria fotoniczna. Egzamin ustny: trzy zagadnienia do objaśnienia

Pomiary parametrów telekomunikacyjnych światłowodów jednomodowych. Na poprzednim wykładzie przedstawiono podstawowe parametry światłowodów

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2013/2014. Zadania z teleinformatyki na zawody III stopnia

KOMPUTEROWY TESTER WIELOMODOWYCH TORÓW ŚWIATŁOWODOWYCH

Technika laserowa, otrzymywanie krótkich impulsów Praca impulsowa

Popularne współczesne źródła światła dla medycyny

WYBRANE ASPEKTY DOBORU WŁÓKIEN DLA SYSTEMÓW ŚWIATŁOWODOWYCH ZE SZCZEGÓLNYM UWZGLĘDNIENIEM DYSPERSJI CHROMATYCZNEJ

Układy transmisji bezprzewodowej w technice scalonej, wybrane zagadnienia

Postawy sprzętowe budowania sieci światłowodowych

Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek

Własności światła laserowego

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

Wprowadzenie do optyki nieliniowej

Wprowadzenie do sieci światłowodowych

Dominik Kaniszewski Sebastian Gajos. Wyznaczenie parametrów geometrycznych światłowodu. Określenie wpływu deformacji światłowodu na transmisję.

Laboratorium techniki światłowodowej. Ćwiczenie 2. Badanie apertury numerycznej światłowodów

Transkrypt:

VII Wybrane zastosowania Bernard Ziętek

1. Medycyna Oddziaływanie światła z tkanką: 1. Fotochemiczne (fotowzbudzenie, fotorezonans, fotoaktywakcja, fotoablacja, fotochemoterapia, biostymulacja, synteza D), 2. Fototermiczne (koagulacja, odparowanie, zwęglenia) 3. Fotojonizacyjne (zrywanie wiązań, fotorozdrobnienie) 2

Absorpcja składników tkanki w obszarze widzialnym 3

Lasery stoswane w różnych specjalnościach medycznych 4

a) Chirurgia Laserowe noże chrurgiczne Operacje: laparoskopowe, endoskopowe Fiberoskopy: gastroskop, kolonoskop, bronchoskop, artroskop itd.. Artykulacja fiberoskopów Mikronarzędzia 5

b) Onkologia Hematoporfiryna w diagnostyce Metoda fotodynamiczna Efekt fototoksyczności pod wpływem światła - powstanie wolnych rodników, - dysocjacja cząsteczki tlenu i powstanie reaktywnego tlenu atomowego. Sondy luminescencyjne 6

c) Okulistyka Najwcześniej koagulator laserowy Chirurgia refrakcyjna Przyklejanie siatkówki Corneal shaping Tramkeratoplastyka podgrzewanie włókien kalogenowych Leczenie jaskry regulacja ciśnienia (kanały Schlemma) zaćmy (katarakty) emulsyfikacja soczewki, kanałów łzowych, owrzodzeń itd.. 7

d) Stomatologia leczenie ok. 40 jednostek chorobowych e) Dermatologia usuwanie tatuaży, trądziku, łyszcycy f) Kosmetologia skin resurfacing, epilacja, usuwanie popękań naczyń kwionośnych g) Biostymulacja i akupunktura laseropunktura, maraż laserowy 8

2. Telekomunikacja Pasma telekomunikacyjne Tłumienność SiO 2 Zalety wady pasm z punktu widzenia zastosowań telekomunikacyjnych 9

Schemat toru światłowodowego Perspektywy wykorzystania wzmacniaczy światłowodowych i transmisji solitonowej 10

Pierwszy system telekomunikacyjny w 1977 r. Zalety światłowodów ważne w telekomunikacji: -małe straty transmisji (<0.15 db) = duża odległość między regeneratorami (możliwe 100-200 km wielokrotnie większa niż w transmisji kablami koncentrycznymi), - szerokie pasmo (powyżej 1 GHz), - niewielkie wymiary, ciężar i duża elastyczność, - brak sprzężeń, czułości na zakłócenia elektromagnetyczne, kłopotów z uziemnieniem, - dostępność surowców, -brak przesłuchów między kablami, -duża stabilność parametrów mechanicznych i termicznych. Wady: - łamliwość, -starzenie się materiałów, - kosztowne oprzyrządowanie 11

Typy światłowodów używanych w telekomunikacji 12

Zwielokrotnienie z podziałem czasowym TDM Zwielokrotnienie z podziałem częstotliwości (długości fal) WDM Każda długość fali kanał telekomunikacyjny 13

DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing ): odstęp między kanałami - 0.8 nm, UDWDM (Ultra Dense Wavelength Division Multiplexing ): odstęp między kanałami - 0.4 nm Typowa odległość między kanałami 100 GHz W przypadku DWDM - 80 kanałów w jednym włóknie W 2000 r., na odcinku 168 km osiągnięto szybkość transmisji 6,4 Tb/s. Dyspersja i jej kompensacja Efekty nieliniowe -rozpraszanie Ramana, -skrośna modulacja, - mieszanie czterech fal, -inne. Przykładowy profil rdzenia 14

SONET (Synchronous Optical Network) FDDI (Fiber Distributed Data Interface) Stacje: SAS i DAS Od 500 stacji, przyłączenie do pierścienia - token 15

Systemy kodowania (najczęściej synchroniczne) Modulacja i modulatory światła 16

Szybkość transmisji Przyjmuje się, że dwa impulsy są rozdzielone jeśli gdzie T odstęp między impulsami, T/2 szerokość impulsu, - Poszerzenie dyspersyjne impulsu. Definicja stopy bitowej (bit rate) miara jakości sygnału W wielomodowych światłowodach Dla włókien: wielomodowych -względny współczynnik załamania jednomodowych Im dłuższy tor tym mniejsza szybkość transmisji 17

Bilans mocy W db 18

Przyczyny błędów transmisji: -za mały sygnał, -dyspersja, -szum sygnału i detektora Stopa błędu (bit-error rate) Błędne bity w czasie do całkowitej liczby odebranych bitów w tym czasie Dopuszczalna BER 10-9 10-12 Jeżeli przyjmiemy BER = 10-9 Rozkład Poissona fotonów, to minimalna liczba fotonów, określających jedynkę wynosi Jest to kwantowa granica detekcji Przyjmuje się też, że, biorąc pod uwagę wszystkie bity 19

3. Tomografia OCT Optical Coherence Tomography Typu: -czasowego -spektralnego Wykorzystuje się źródła o dużej koherencji przestrzennej i małej czasowej Stąd mała droga koherencji. W układzie interferometru Michelsona obraz interferencyjny widoczny, wtedy gdy długość ramion jest równa 20

Typ czasowy Typ spektralny 21

Komora przednia Plamka żółta Tarcza nerwu wzrokowego 22

4. Czujniki światłowodowe Czujniki: -pasywne, - aktywne. Czujniki ruchu Czujniki zmian współczynników załamania 23

Czujnik poziomu cieczy Czujniki temperatury Czujniki przesunięcia Czujnik obrotu 24

Czujnik zmian polaryzacji Interferometr Mach-Zehndera Interferometr Michelsona Interferometry światłowodowe 25

Interferometr Mach-Zehndera Żyroskop światłowodowy Żyroskop laserowy Droga promienia poruszającego się w kierunku przeciwnym do biegu światła W kierunku przeciwnym Różnica faz Natężenie na wyjściu interferometru 26

5. Optyka zintegrowana 27