Quang học ứng dụng - Sợi quang 6

SÔÏI QUANG HOÏC
Địa chỉ bạn đã tải:
/>Địa chỉ bạn đã tải:
/>Nơi bạn có thể thảo luận:
/>Nơi bạn có thể thảo luận:
/>Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:
/>Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:
/>Dự án dịch học liệu mở:
/>Dự án dịch học liệu mở:
/>Liên hệ với người quản lí trang web:
Yahoo:
Gmail:
Liên hệ với người quản lí trang web:
Yahoo:
Gmail:
♦
CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI SI QUANG
♦
CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SI QUANG
♦
CÁCH THU NHẬN SÓNG QUANG
♦
NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG _ỨNG DỤNG
CỦA SI QUANG
♦
CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TÁC HOẠT
ĐỘNG CỦA LEED
II, công nghệ chế tạo sợi quang,tổn
hao và cách khác phục
Sợi quang được cấu tạo từ hai phần : lõi và vỏ

Trong công nghệ chế tạo và về mặt vật liệu thì hai phần đó được chế tạo đồng
thời và liên tục về mặt vật liệu
Sự khác nhau về chiết suất trong hai phần đó được thực hiện bằng cách thay
đổi nồng độ phụ gia
Công nghệ chế tạo sợi quang được chia làm hai giai đoạn : giai đoạn chế tạo
phôi (perform) và ơi5
Giai đoạn chế tạo phôi bằng phương
pháp CVD :
Dòng khí mang H2 thổi qua các bình
đựng SiCl4 và GeCl4 để tạo dòng hơi
Dòng hơi hỗn hợp này được khống chế
và điều chỉnh được thổi qua một ống
thạch anh
Các hạt SiCl4 pha tạp GeO2 ngưng tụ
lên thành ống làm cho thành ống dày lên
dần
Ta có một phôi với sự phân bố chiết suất
cần theo thiết kế
Vapors: SiCl
4
+ GeCl
4
+ O
2
Rotate mandrel
(a)
Deposited soot
Burner
Fuel: H
2

Target rod
Deposited Ge doped SiO
2
Giai đoạn kéo sợi
Từ các thỏi phôi người ta kéo ra
các sợi quang có phân bố chiết
suất theo thiết kế trước
Sợi quang được kéo xuống phía
dưới được bọc lớp bảo vệ polime
(jacket)
(b)
Furnace
Porous soot
preform with hole
Clear solid
glass preform
Drying gases
(c)
Furnace
Drawn fiber
Preform
III,Nguyên tắc hoạt động
1, Sự Lan Truyền Sóng Theo Phương Trình Sóng Điện Từ:

µε
ε
ε
=
∂
∂

=∇
)(
),()(
),(
2
2
2
2
2
2
rn
t
tr
c
rn
tr






}),(
ˆ
Re{),(
)( tkxi
ekftxf
ω
ω
−

=

Nghiệm phương trình trên là:
(1)
(2)
Phương trình sóng là:
0
1
2
2
22
2
=
∂
∂
=
∂
∂
t
f
vx
f
Khảo sát sự lan truyền sóng điện từ trong không gian hai môi trường
đồng nhất
α
α’
α’’
ε , µ
ε’,µ’
k

K’
K’’
εµ
c
v
=
εµ
c
v
=
'
''sin'''sin'sin
ααα
kkk
==
Ta có
n
n
v
v
k
k '
'''sin
sin
===
α
α
εµ
='n
'n

n
sinα=1 tức là sinα’=1 hay α’=π/2
sinα=n’/n , α gọi là góc tới hạn
Vì k=k’’ , α=α’’
εµ
=
n
Khi ta tăng α lên thì xảy ra hiên tượng phản xạ toàn phần
Nếu ánh sáng đi từ môi trường có chiết suất lớn (n>n’) sang môi
trường có chiết suất nhỏ thì:
1
'sin
'sin
>=
n
n
α
α
2 ,Phương Pháp Quang Học Tia (ray optics).
2 ,Phương Pháp Quang Học Tia (ray optics).


Trong phương pháp này, ánh sáng lan truyền theo trục x được xem như sóng
Trong phương pháp này, ánh sáng lan truyền theo trục x được xem như sóng
phăng mặt (y,z)
phăng mặt (y,z)
110
0
1
1

0
sinsin
sin
sin
θθ
θ
θ
n
n
n
=→=
1
2
2
1
sin
sin
n
n
=
θ
θ
0
θ
1
θ
1
n
2
n

2
n
2
θ
a, Điều Kiện Phản Xạ Toàn Phần :
Để ánh sáng truyền đi trong sợi, nó phải thỏa điều kiện phản xạ toàn phần:
Để ánh sáng truyền đi trong sợi, nó phải thỏa điều kiện phản xạ toàn phần:
Theo đònh luật khúc xa Snell:
Theo đònh luật khúc xa Snell:
0
θ
1
θ
0
θ
1
n
2
n
2
n
2
θ
khi nhỏ thì tia sáng đi vào trong sợi nó chỉ xảy ra hiện tượng
khúc xạ ở mặt phân cách
khi tăng lên để cho đạt đến góc tới hạn của hiện tượng
phản xạ toàn phần bên trong mặt phân cách n1_ n2
0
θ
)arcsin(

2
1
1
n
n
≥
θ
2
0
0
1
1
2
sin
sin
sin
sin
n
n
=
θ
θ
θ
θ
)/arcsin(
020
nn≥
θ
hay
b, Điều Kiện Giao Thoa:

Để tránh sự triệt tiêu năng lượng quang do sự giao thoa của các sóng
tới và sóng phản xạ trên mặt biên cũa lỏi hai sóng phải có độ lệch pha
giửa hai điểm A,B phải bằng một lần 2π
πδ
θλ
π
m
dn
m
22
cos
2
2
1
0
=−=
2
θ
1
n
2
n
2
n
A B
1
n
Chiết suất của lõi
δ Là góc dòch phan khi phản xạ
Bước sóng ánh sáng trong không khi

0
λ
m
θ
ứng với mode được phép
c, Điều kiện biên:
nh sáng lan truyền liên tục phản xạ toàn phần tại mặt biên của lõi
Cho nên cường độ điện trường tại mặt biên phải bằng 0 do giao thoa giữa
sóng tới và sóng phản xạ
Nhưng vì n1 gần bằng n2 nên điện trường không thể bằng 0 mà có giá trò
thấp
m
θ
m
ϕ
2/cossin
λϕθ
mdd
mm
==
Với m=0,1,2…
n
3
n
1
Light
Light
n
3
n

1
Light
Sụùi quang
boọ loùc soựng
DFB Diode laser
detector
boọ noõi
D, Ứng dụng:
Sợi quang có rất nhiều ứng dụng trong khoa học kỷ thuật ngày nay
Sợi quang dựoc dùng trong y học như dể hiển thò hình ảnh, chẩn đoán và chữa
Sợi quang dựoc dùng trong y học như dể hiển thò hình ảnh, chẩn đoán và chữa
bệnh. Dùng sợi quang luồn sâu vào nhiều bộ phận bên trong cơ thể con người mà
bệnh. Dùng sợi quang luồn sâu vào nhiều bộ phận bên trong cơ thể con người mà
bác só không thể thâm nhập bằng các phương pháp khác.
bác só không thể thâm nhập bằng các phương pháp khác.
Ngành thông tin liên lạc hay các hệ thống bên trong mạng máy tính sử dụng các
Ngành thông tin liên lạc hay các hệ thống bên trong mạng máy tính sử dụng các
sợi cáp quang để tăng nhanh thời gian chuyển thông tin dùng cho việc vận hành
sợi cáp quang để tăng nhanh thời gian chuyển thông tin dùng cho việc vận hành
và sắp xếp các tệp tin.
và sắp xếp các tệp tin.
chuyển được các cuộc gọi điện thoại và các chương trình truyền hình.
chuyển được các cuộc gọi điện thoại và các chương trình truyền hình.


Làm vật dụng trang trí trong nhà