Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011 2

Podobne dokumenty
Wykład 12: prowadzenie światła

III. Opis falowy. /~bezet

Uniwersytet Warszawski Wydział Fizyki. Światłowody

MODEL CZUJNIKA ŚWIATŁOWODOWEGO NA BAZIE WIELOMODOWYCH STRUKTUR INTERFERENCYJNYCH MODEL OF WAVEGUIDE SENSOR BASED ON MULTIMODE INTERFERENCE STRUCTURES

Czujniki światłowodowe

Technika falo- i światłowodowa

Wykład 2: Wprowadzenie do techniki światłowodowej

Wykłady 10: Kryształy fotoniczne, fale Blocha, fotoniczna przerwa wzbroniona, zwierciadła Bragga i odbicie omnidirectional

3. Materiały do manipulacji wiązkami świetlnymi

Laboratorium techniki światłowodowej. Ćwiczenie 2. Badanie apertury numerycznej światłowodów

Podstawy Fizyki III Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 12, Mateusz Winkowski, Łukasz Zinkiewicz

Technologia światłowodów włóknistych Kable światłowodowe

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

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 12, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 6, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Grupa R51 Wykład 30 godzin Laboratorium w ramach lab USF. Prowadzący: prof. dr hab. inż. Małgorzata Kujawińska pok.

3. Umiejętność obsługi prostych przyrządów optycznych (UMIEJĘTNOŚĆ)

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

Metody Obliczeniowe Mikrooptyki i Fotoniki. Metoda propagacji wiązki BPM Modelowanie propagacji

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

Wielomodowe, grubordzeniowe

OPTOTELEKOMUNIKACJA. dr inż. Piotr Stępczak 1

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

Fizyka Laserów wykład 5. Czesław Radzewicz

Fotonika. Plan: Wykład 9: Interferencja w układach warstwowych

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki

ZASTOSOWANIE ZJAWISKA CAŁKOWITEGO WEWNĘTRZNEGO ODBICIA W ŚWIATŁOWODACH

światłowód światłowód gradientowy n 2 <n 1 n 1

PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 18/15. HANNA STAWSKA, Wrocław, PL ELŻBIETA BEREŚ-PAWLIK, Wrocław, PL

Sieci optoelektroniczne

Wybrane techniki pomiarowe światłowodów

Światłowodowe Sensory interferencyjne: zasady pracy i konfiguracje

Współczynnik załamania Całkowite wewnętrzne odbicie Co to jest światłowód i jak działa? Materiały na światłowody Zjawiska zachodzące w światłowodach

Łączenie włókien światłowodowych spawanie światłowodów. Spawy mechaniczne 0,05 0,2 db Spawanie 0,05 0,1 db

O p i s s p e c j a l n o ś c i

Fizyczna struktura włókna optycznego Propagacja światła liniowo spolaryzowanego

FMZ10 S - Badanie światłowodów

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

Wykorzystanie oprogramowania Lumerical MODE

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

Politechnika Wrocławska Wydział Podstawowych Problemów Techniki

Pomiar tłumienności światłowodów włóknistych

Systemy operacyjne i sieci komputerowe Szymon Wilk Media transmisji 1

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

OPTOTELEKOMUNIKACJA. dr inż. Piotr Stępczak 1

Seminarium Transmisji Danych

Światłowody telekomunikacyjne

Telekomunikacyjne kable światłowodowe. Technika światłowodowa

Sprzęg światłowodu ze źródłem światła

Typy światłowodów: Technika światłowodowa

Zapytanie ofertowe nr 03/06/14/4.6 Inquiry No. 03/06/14/4.6

TŁUMIENIE ŚWIATŁA W OŚRODKACH OPTYCZNYCH

WŁÓKNA FOTONICZNE ZE SZKIEŁ WIELOSKŁADNIKOWYCH. Dariusz Pysz, Ryszard Stępień, Kazimierz Jędrzejewski, Ireneusz Kujawa

Egzamin / zaliczenie na ocenę*

UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE

Ośrodki dielektryczne optycznie nieliniowe

Wstęp do astrofizyki I

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

/~bezet

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

1G i 10G Ethernet warstwa fizyczna. Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 1

Podstawy prowadzenia światła we włóknach oraz ich budowa. Light-Guiding Fundamentals and Fiber Design

Przemysłowe zastosowania technologii generatywnych

GYFY53-reinforced - ZKS-XXOTKtsDbFf

KONSTRUKCJA HYBRYDOWYCH NARZĘDZI DO OBRÓBKI ELEMENTÓW OPTYCZNYCH. Grzegorz BUDZIK *, Sławomir SOŁTYS

KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I FOTONIKI

Grafen materiał XXI wieku!?

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

Wprowadzenie do optyki nieliniowej

Mikroanaliza spawów jednomodowych światłowodów telekomunikacyjnych różnych typów

Problemy spawania telekomunikacyjnych jednomodowych włókien światłowodowych stosowanych w Polsce i pochodzących od różnych producentów

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

UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE

INSPECTION METHODS FOR QUALITY CONTROL OF FIBRE METAL LAMINATES IN AEROSPACE COMPONENTS

DETECTION OF MATERIAL INTEGRATED CONDUCTORS FOR CONNECTIVE RIVETING OF FUNCTION-INTEGRATIVE TEXTILE-REINFORCED THERMOPLASTIC COMPOSITES

SPAWANIE RÓŻNYCH TYPÓW TELEKOMUNIKACYJNYCH ŚWIATŁOWODÓW JEDNOMODOWYCH STOSOWANYCH W SIECIACH TELEKOMUNIKACYJNYCH

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

IV. Transmisja. /~bezet

Propagacja światła we włóknie obserwacja pól modowych.

Ćw.3. Wykrywanie źródeł infradźwięków

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] - częstotliwość.

Wzmacniacze optyczne

Możliwości termicznego łączenia światłowodów jednomodowych wykorzystywanych w metrologii

Kolory włókien w każdej tubie zaczynają się od No. 1 Red.

Oscylator wprowadza lokalne odkształcenie s ośrodka propagujące się zgodnie z równaniem. S 0 amplituda odkształcenia. f [Hz] -częstotliwość.

Światłowodowe przewody krosowe ze złączami różnych typów w wersji jednomodowej i wielomodowej

Wpływ warunków klimatycznych na proces spawania i parametry spawów światłowodów telekomunikacyjnych

Wysokowydajne falowodowe źródło skorelowanych par fotonów

PRZYRZĄDY OPTOMETRYCZNE [06] Dr hab. Jacek Pniewski, kod w USOS: BO07 Sezon 2017/2018, semestr zimowy, środy

PORTS AS LOGISTICS CENTERS FOR CONSTRUCTION AND OPERATION OF THE OFFSHORE WIND FARMS - CASE OF SASSNITZ

Nowoczesne światłowody do szybkiej transmisji danych

Laboratorium Fotoniki

Obecnie są powszechnie stosowane w

Ciekłokrystaliczne światłowody fotoniczne

GJFJBZY-2A1a G50- W-NOTKSd duplex

Inquiry Form for Magnets

Fosforanowe włókno fotoniczne o powiększonym rdzeniu domieszkowanym jonami Yb 3+ do zastosowań laserowych

Połączenia spawane światłowodów przystosowanych do multipleksacji falowej WDM

Sieci optoelektroniczne

ETNA BOXES DO KABIN PRYSZNICOWYCH SHOWER. Zawiasy i klamry do kabin prysznicowych Shower hinges and clamps AKCESORIA ACCESSORIES

Transkrypt:

W łókno optyczne Typowe rozmiary włokien kwarcowych: światłowód jedno-modowy (SMF): 8 µm core, 125 µm cladding światłowód wielo-modowy (MMF): 50, 62.5, 100 µm core, 125 µm cladding Profil współczynnika załamania: Skok vs. gradientowy, vs. wiele skoków Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 1

Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 2

Podstawowa klasyfikacja światłowodów struktura: włókniste i planarne, rozkład współczynnika załamania w rdzeniu: skokowe i gradientowe, charakterystyka modowa: jedno- i wielomodowe, materiał: szklane, plastikowe, półprzew.,... zastosowania: pasywne, aktywne, specjalne Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 3

Wytwarzanie światłowodów podstawa kontrola współczynnika załamania szkła (domieszkowanie) Gerd Keiser, Optical Fiber Communications, 2d ed., New York: McGraw-Hill, 1991 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 4

Wytwarzanie światłowodów - technologia Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 5

Wytwarzanie światłowodów wg.: http://telecom-fiber.heraeus-quarzglas.com/en/fivestepstothefiber/5steps.aspx Clean room: fused silica nano-droplets formed by hydrolysis of silicon tetrachloride (SiCl 4 ) inside a hydrogenoxygen torch. The soot body is dried in a dehydration furnace to remove hydroxyl groups created during the deposition process. The soot body is then vitrified into a transparent glass body by means of a large sintering furnace. These nanoparticles are then deposited using multiple torches onto a rotating bait tube. This hours-long deposition process results in a chalk-like, nanoporous silica body (known as soot body) weighing nearly 250 kgs Machining a cylinder with a precision drilled inside diameter and precision ground outside diameter Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 6

In tubing draw towers, the high purity synthetic fused silica cylinders are drawn into wave-guide tubes. Wave-guide tubes are separated into two categories: substrate tubes used in the manufacture of core rods (with wall thickness of typically 2-3 mm) and thicker wall jacket tubes for single mode and multimode fibers. Jacket tubes are used to overclad core rods making up finished preforms or directly drawn fibers. Production of the core rod material - the chemical vapor deposition process. This process can be done using conventional burners, electrical furnaces, or plasma as the energy source for creating the deposition reaction. The light-guiding region of the core rod is created by the deposition of higher refractive index material on the inner surface of the substrate tube. The higher refractive index is achieved by doping Germanium into the glass matrix. The substrate tube is then collapsed into a rod using high heat and vacuum. Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 7

Using the Online RIT (Rod-In-Tube) process, a jacket tube and core rod are simultaneously drawn directly into 125 µm diameter optical fiber in a fiber draw tower. An alternative to the RIT technique, is overcladding the core rod with a large machined cylinder (Online RIC - Rod-In-Cylinder). This enables customers to produce several thousand kilometers of fiber in a single-step process. The RIC process sets a new technological standard which results in a highly cost effective method for the production of optical fiber. Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 8

Manufacturing of Optical Fiber Pulling the fiber from a given preform www.oplatek.com/foto-dataglass/virt-01.jpg Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 9

Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 10

Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 11

Nanoszenie warstw dielektrycznych Napylanie próżniowe Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 12

niektóre materiały (np. półprzewodniki GaAs) mają współcz. załamania zależny od pola elektrycznego 3 światłowody elektrooptyczne n = n r V / 2t) 41 ( konieczne elektrody Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 13

Apertura numeryczna: NA = sinus największego kąta wejścia dla światłowodu ze skokiem współcz. zał. NA 2 2 = sin( θ m) = n1 n2 n1 2 = n1 n n 1 2 Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 14

Mody poprzeczne: dla danego rozmiaru i profilu współczynnika, całkowita liczba propagujących modów. Mod stabilny rozkład pola nie zmieniający się przy propagacji. Im większy rząd modu, tym ostrzejszy kąt mniejsza stała propagacji gorsze prowadzenie w rdzeniu Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 15

Wzmacniacze światłowodowe Nanophotonics - The Emergence of a New Paradigm Richard S. Quimby, Department of Physics, Worcester Polytechnic Institute Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 16

Materiały kompozytowe: cienkie warstwy dielektryczne najpierw 3 warstwy: E i E 1 E 2 jeśli n 2 >n 1 to zmiana fazy E 1 wzgl. E i ϕ 1 = π n 1 (n L ) n 2 (n H ) n 3 (n s ) jeśli 2π ϕ2 = k 2l = n2 2l λ λ n2l =, to 4 ϕ 2 = π możliwa konstr. interferencja lustro! Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 17

więcej warstw lepsze lustro: n=1 n H n L H L H L H n S J warstw gdy nieparzyste (reflektor zaczyna się i kończy na n H ) Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 18

Przykład: dla λ=1,06 µm, H rutyl (TiO 2 ) n H = 2,28, L kwarc (SiO 2 ) n L = 1,45 S szkło BK7 n S =1,54 R 3 62%, R = 15 J = J 99,8%, mimo, że na pojedynczej granicy H/L: R n n H L H / L = = nh + nl 2 4,9% jeśli wziąć inną grubość warstw, to inne własności, np. dla n H l = λ / 2 - interfer. destruktywna warstwa antyrefleksyjna Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 19

cienka warstwa struktura periodyczna 1D 5d 4d 3d 2d d Filtry interferencyjne, ν = c 2nd lustra Bragga 10 5 0 0 2 4 6 8 10 x Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 20

światłowodowa siatka braggowska Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł. 2 2010/2011 21