Modulatory. Bernard Ziętek



Podobne dokumenty
FIZYKA LASERÓW. AKCJA LASEROWA (dynamika) TEK, IFAiIS UMK, Toruń

VI AKCJA LASEROWA. IFAiIS UMK, Toruń

OPTOELEKTRONIKA. I Podstawy fizyki laserów

OPTOELEKTRONIKA II. Podstawy fizyki laserów

Fizyka Laserów wykład 7. Czesław Radzewicz

LASERY I ICH ZASTOSOWANIE

Bernard Zi etek LASERY

40. Międzynarodowa Olimpiada Fizyczna Meksyk, lipca 2009 r. ZADANIE TEORETYCZNE 2 CHŁODZENIE LASEROWE I MELASA OPTYCZNA

G ówne dzia y spektroskopii laserowej

VI. Elementy techniki, lasery

wiat o mo e by rozumiane jako strumie fotonów albo jako fala elektromagnetyczna. Najprostszym przypadkiem fali elektromagnetycznej jest fala p aska

Materiały pomocnicze 8 do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej

Ć W I C Z E N I E N R O-10

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

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

7. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

OTRZYMYWANIE KRÓTKICH IMPULSÓW LASEROWYCH

Optyka geometryczna i falowa

BADANIE WŁASNOŚCI FAL ELEKTOMAGNETYCZNYCH

Technika laserowa, otrzymywanie krótkich impulsów Praca impulsowa

IV. Transmisja. /~bezet

wstrzykiwanie "dodatkowych" nośników w przyłożonym polu elektrycznym => wzrost gęstości nośników (n)

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

jednoeksponencjalny (homogeniczny) wieloeksponencjalny (heterogeniczny) Schemat aparatury do zliczania pojedynczych fotonów skorelowanych czasowo.

ZASTOSOWANIE LASERÓW W METROLOGII. - miernictwo, nauka o pomiarach. Obejmuje wszystkie teoretyczne i praktyczne problemy zwi zane z pomiarami.

Przykłady architektur sieci szerokopasmowych WDM: a).gwiazda, b). drzewo.

SPEKTROSKOPIA LASEROWA

Lekcja 173, 174. Temat: Silniki indukcyjne i pierścieniowe.

Fizyka Laserów wykład 10. Czesław Radzewicz

Informacje uzyskiwane dzięki spektrometrii mas

Ć W I C Z E N I E 5. Częstotliwość graniczna

Polaryzatory/analizatory

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

PL B1. POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL BUP 09/06. ROBERT P. SARZAŁA, Łódź, PL WŁODZIMIERZ NAKWASKI, Łódź, PL MICHAŁ WASIAK, Łódź, PL

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: IET SU-s Punkty ECTS: 4. Kierunek: Elektronika i Telekomunikacja Specjalność: Sieci i usługi

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

Bernard Ziętek OPTOELEKTRONIKA

(12) OPIS OCHRONNY WZORU PRZEMYSŁOWEGO

Kod pracy. Po udzieleniu odpowiedzi do zadań 1 20, wypełnij tabelkę

Nowe głowice Hunter - DSP 700

LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI

PL B1. Układ impulsowego wzmacniacza światłowodowego domieszkowanego jonami erbu z zabezpieczaniem laserowych diod pompujących

Wprowadzenie do optyki nieliniowej

LVI OLIMPIADA FIZYCZNA 2006/2007 Zawody II stopnia

Wypalanie laserowe. Technologia. wersja polska. Wersja: 1. marzec 2004 r.

PL B1. Sposób termicznego łączenia w łuku elektrycznym włóknistych światłowodów fotonicznych

LABORATORIUM FOTONIKI

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

PROFIBUS - zalecenia odnośnie montażu i okablowania instalcji sieciowych Profibus PNO Polska

II. Wykaz przyrządów: Defektoskop ultradźwiękowy DI60, głowica do fal podłużnych, głowica do fal poprzecznych, suwmiarka (wypożyczyć w pok.

Wymagania edukacyjne z fizyki do gimnazjum Gimnazjum Sióstr Salezjanek w Ostrowie Wielkopolskim

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

LABORATORIUM STEROWANIE SILNIKA KROKOWEGO

ANALOGOWE UKŁADY SCALONE

SERI A 93 S E RI A 93 O FLUSH GRID WITHOUT EDGE TAB

II.5 Prędkość światła jako prędkość graniczna

14P2 POWTÓRKA FIKCYJNY EGZAMIN MATURALNYZ FIZYKI I ASTRONOMII - II POZIOM PODSTAWOWY

OŚWIETLENIE PRZESZKLONEJ KLATKI SCHODOWEJ

Sensory optyczne w motoryzacji

ZASTOSOWANIE LASERÓW W HOLOGRAFII

Standardowe tolerancje wymiarowe

Kalendarz Maturzysty 2010/11 Fizyka

Tester pilotów 315/433/868 MHz

FOTOMETRYCZNE PRAWO ODLEGŁOŚCI (O9)

3. Umiejętność obsługi prostych przyrządów optycznych (UMIEJĘTNOŚĆ)

Czy można zbudować płaską soczewkę?

Wykorzystywane zjawiska Rodzaje laserów Kontrolowane cechy

Jan Olek. Uniwersytet Stefana Kardynała Wyszyńskiego. Procesy z Opóźnieniem. J. Olek. Równanie logistyczne. Założenia

Fala EM w izotropowym ośrodku absorbującym

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

LASERY NA CIELE STAŁYM BERNARD ZIĘTEK

P 0max. P max. = P max = 0; 9 20 = 18 W. U 2 0max. U 0max = q P 0max = p 18 2 = 6 V. D = T = U 0 = D E ; = 6

Lampy stosowane w oświetleniu ulicznym, ze szczególnym uwzględnieniem źródeł LED

PL B1. POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL BUP 19/11. ROBERT P. SARZAŁA, Łódź, PL WŁODZIMIERZ NAKWASKI, Kalonka, PL

DRGANIA MECHANICZNE. materiały uzupełniające do ćwiczeń. Wydział Samochodów i Maszyn Roboczych studia inżynierskie

Ćwiczenie 5 Hologram gruby

Płyta kompaktowa audio CD. Historia Nośnik płyta CD Format danych - kodowanie Czytnik CD Głowica odczytująca Napędy i sterowanie

Oscylacyjna relaksacja

Elementy cyfrowe i układy logiczne

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

Wzmacniacze. Rozdzia Wzmacniacz m.cz

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) (13) T3 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

Aneks A Opcja 7 Szybka modulacja impulsowa

NUMER IDENTYFIKATORA:

Przekształtniki impulsowe dc/ac (falowniki)

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

Wiedza niepewna i wnioskowanie (c.d.)

Tester pilotów 315/433/868 MHz MHz

Wzmacniacze. Seria ONE. Programowalne wzmacniacze wielokanałowe. Złącze zasilania: IEC C VAC. Super slim. Przykład instalacji

SILNIKI ASYNCHRONICZNE INDUKCYJNE

Piotr Targowski i Bernard Ziętek

Agrofi k zy a Wyk Wy ł k ad V Marek Kasprowicz

Spektroskopia UV-VIS zagadnienia

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 4 PRZETWORNIKI AC/CA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

WZORU UŻYTKOWEGO EGZEMPLARZ ARCHIWALNY. d2)opis OCHRONNY. (19) PL (n) Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa, PL

1. Rozwiązać układ równań { x 2 = 2y 1

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI dla uczniów gimnazjów województwa lubuskiego 23 marca 2012 r. zawody III stopnia (finałowe)

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

Soczewkowanie grawitacyjne 3

Transkrypt:

Modulatory Bernard Ziętek

Wstęp Równanie fali (pole elektryczne fali elektromagnetycznej) Parametry: α ω φ nz Współczynnik absorpcji (amplituda) Częstość kołowa Faza Droga optyczna (współczynnik załamania ośrodka - n) Stan polaryzacji (faza) mogą zależeć od czasu Modulacja zmiana parametrów fali w czasie Przełączanie i skanowanie to też modulacja Modulacja zewnętrzna i wewnętrzna 2

1. Modulacja amplitudowa 2. Modulacja fazowa gdzie 3. Modulacja częstościowa -wewnętrzna w laserach, -zewnętrzna efekt Dopplera 4. Modulacja polaryzacyjna Modulacja fazy a modulacja częstości 3

Mechaniczne modulatory: fazy amplitudy 4

Zmiana fazy = zmiana drogi optycznej (współczynnika załamania) lub (i) geometrycznej Detekcja - interferometryczna Interferometr Mach - Zehndera Zmiana fazy = zmiana polaryzacji lub (i) zmiana częstości Detekcja - polaroskop Zmiana częstości - detekcja heterodynowa 5

Parametry modulatorów 1. Głębokość modulacji 2. Funkcja przenoszenia modulacji 3. Krzywa modulacji 6

4. Funkcja przenoszenia amplitudy 5. Współczynnik strat intensywności 7

Modulacja zewnętrzna 1. Modulatory elektrooptyczne 2. Modulatory akustooptyczne 3. Modulatory magnetooptyczne 8

Modulatory elektrooptyczne Modulacja spowodowana przez zmianę współczynników załamania wskutek przyłożonego pola elektrycznego. Z równań Maxwella Wyróżniamy: - efekt Pockelsa -efekt Kerra Zależność liniowa polaryzacji ośrodka od pola = optyka liniowa 9

Ogólnie Tensor dielektryczny Z równania falowego lub 10

Anizotropia optyczna Indykatrysa optyczna W postaci kanononicznej Ogólnie 11

Ośrodek jednoosiowy 12

Płaszczyzna y-z 13

Prawo Snella Ośrodki dwuosiowe 14

Efekt Kerra i Pockelsa Efekty nieliniowe: - drugiego rzędu Pockelsa (w ośrodkach bez środka inwersji) - trzeciego rzędu Kerra (we wszystkich ośrodkach) 15

Modulator Pockelsa Różne od zera współczynniki tensora elektrooptycznego 16

Kryształ KDP w polu elektrycznym Jeśli tylko E z różne od zera, to efekt podłużny. Wtedy Oś optyczna kryształu wzdłuż osi modulatora 17

Dokonujemy transformacji (obracamy kryształ) Kryształ jednoosiowy staje się dwuosiowy Czyli Ale to i 18

Przesunięcie fazy Napięcie półfalowe Składowe pola za modulatorem Za skrzyżowanym polaryzatorem 19

Czyli Natężenie światła za analizatorem (na wyjściu) Transmisja modulatora 20

Niech sygnał modulujący: Z ćwierćfalówką 21

Modulator Kerra 22

Modulatory magnetooptyczne Aktywność optyczna Efekt Faradaya Efekt chiralny Izolator optyczny 23

Modulatory akustooptyczne Modulatory akustooptyczne: - rezonansowe i nierezonansowe 24

Dyfrakcja Bragga Dyfrakcja Ramana - Natha 25

Modulacja fazy W wyniku efektów elektrooptycznych Wtedy Po rozwinięciu 26

ale Modulacja fazy = modulacja częstości 27

Modulacja wewnętrzna -Modulacja prądowa DEL Nachylenie charakterystyki Charakterystyka częstościowa -czas życia nośników 28

-Modulacja laserów półprzewodnikowych Niech małe Wtedy 29

Rozwiązanie 30

-Sprzęgacze kierunkowe Modulatory światłowodowe Niech, a moc Równanie falowe dla 1 światłowodu Równanie falowe dla 2 światłowodu Uwzględniamy sprzężenia między modami 31

Rozwiązania Po podstawieniu do równań falowych Nietrywialne rozwiązania, jeśli 32

Ogólne rozwiązania Niech Zakładamy, że jeden światłowód jest wzbudzony, a w drugim nie ma światła dla z=0, czyli 33

Stąd Tak więc Droga wymiany energii Długość sprzężenia Jeśli, to 34

Wielkość sprzężenia dla modu LP 01 Demultiplekser Jest funkcją długości fali. Jeśli dla jednej długości : Dla 35

36

Impulsy gigantyczne Pamiętamy, że Impuls gigantyczny szybka zmiana dobroci wnęki z małej na dużą Nadwyżka energii nad progową jest emitowana w postaci impulsu gigantycznego 37

Metody Równania kinetyczne gdzie 38

Rozwiązanie numeryczne Ponieważ Moc impulsu a i 39

Cavity dumping (tłumienie dobroci wnęki) 40

Synchronizacja modów podłużnych (mode locking) (interferencja światła o różnej częstotliwości) a). Synchronizacja modów podłużnych Dobroć wnęki (lub fazę) modulujemy z częstotliwością równą odwrotności T = L/2c (f = 1/T różnica częstotliwości między sąsiednimi modami) Ω = 2πf -Obraz częstościowy (ośrodki niejednorodnie poszerzone) Mod o częstości ω 0 wymusza oscylacje modów o częstościach ω 0 ±kω, wszystkie o takich samych fazach. Interferencja skutkuje powstaniem impulsu. - Obraz czasowy (ośrodki jednorodnie poszerzone) Z przypadkowych oscylacji laserowych zostaje wybrana jedna i jako impuls(y) porusza się w rezonatorze, ulegając modyfikacji 41

Obraz częstościowy (Frequency- Domain Description) Modulujemy dobroć wnęki z częstością Po rozwinięciu Sumujemy pola wszystkich modów gdzie 42

Przy braku synchronizacji Pole (amplitudy wszystkich modów są równe) Natężenie 43

Synchronizacji z modulacja amplitudy Pole całkowite Natężenie Maksimum Czas trwania impulsu 44

Synchronizacja z modulacją częstości gdzie 45

46

Obraz czasowy (Time-Domain Description) (trudniejszy matematycznie) Synchronizacja fundamentalna modulator umieszczony na zwierciadle rezonatora (częstotliwość impulsów f = 2L/c) Synchronizacja harmoniczna modulator umieszczony -w połowie długości rezonatora (L/2) (częstość impulsów 2 x f) - L/3 od zwierciadła (częstotliwość impulsów f/3) Czas trwania impulsu = 1/szerokość pasma 47

Metody synchronizacji 1. Aktywna modulatory elektrooptyczne, 2. Pasywna pompowanie synchroniczne, nasycający się absorber, optyczny efekt Kerra. Samosynchronizacja 48

b). Synchronizacja modów poprzecznych Częstość modów rezonatora sferycznego Natężenia pola Natężenie światła Różnica częstości między modami rząd 100 MHz 49

50

Impulsy femtosekundowe Ograniczenia w uzyskiwaniu krótszych impulsów: -pasmo emisji, -dyspersja ośrodka i elementów lasera, -długość fali 51

52

Dyspersja i jej kompensacja It has been proven that the signal velocity is exactly equal to c, if we assume the observer to be equipped with a detector of infinite sensivity, and this is true for normal and anomalous dispersion, for isotropic or anisotropic medium, that may or not contain coductions electron. The signal has absolutely nothig to do with the phase velosity. L. Brillouin, Wave Propagation and Groupe Velocity, Academic Press, New York, 1960 Prędkość światła: - prekursory Brouilloina i Somerfelda -prędkości nadświetlne - prędkość fazowa a grupowa impuls światła 53

Selekcja modów 54