Изучение свойств световодов

Изучение свойств световодов

• Рекомендуемый курс лекций: 'Экспериментальные методы квантовой радиофизики', 'Введение в специальность' для студентов II, III курсов.
• Пропускная способность: работа выполниется одним студентом. Время выполнения - 8 академических часов.
• Физическая проблема:
  Простейший световод представляет собой круглый или прямоугольный диэлектрический стержень, называемый сердечником и окруженный диэлектрической оболочкой с меньшим показателем преломления. При передаче электромагнитной энергии по световоду используется явление полного внутреннего отражения на границе раздела сердечник-оболочка. Траектория луча, канализируемого вдоль сердечника, имеет зигзагообразный характер.
  Точное описание распространения электромагнитной волны вдоль световода дается решением системы уравнений Максвелла. Из решений этой системы вытекает, что при распространении электромагнитной волны вдоль световода электромагнитная волна перестает быть поперечной. Более того, в зависимости от параметров световода в нем могут распространяться только такие типы элетромагнитных волн ( по частоте и направлению), которые удовлетворяют характеристическому уравнению. В зависимости от конструкции и характеристик световода (обычно диаметра сердечника и разности показателей преломления сердечника и оболочки) таких типов волн может быть достаточно много (многомодовые световоды) или только одна (одномодовый световод).
  Цели данной работы:
  а) Знакомство студента с распространением света в оптических волноводах.
  б) Измерение характеристик световода.
  В процессе выполнения лабораторной работы студент обучается методикам оптимизации ввода внешнего излучения в одномодовый и многомодовый световоды. Качество юстировки оценивается по отношению измеренной мощности выходящего излучения к мощности входящего.
  Числовая апертура многомодового световода измеряется по угловому размеру выходящего многомодового излучения, радиус внутреннего сердечника - по размеру его увеличенного изображения. Из полученных результатов рассчитываются разность показателей преломления сердечника и оболочки, значение нормализованной частоты световода и число распространяющихся в световоде мод.
  Для одномодового световода значения разности показателей преломления сердечника и оболочки и величина радиуса сердечника рассчитываются по контуру измеренного углового распределения интенсивности выходящего излучения.
  
• Оборудование
  - источник излучения - одномодовый гелий-неоновый лазер ЛГ-79 с блоком питания;
  - образцы световодов - одномодовый и многомодовый с оптическими системами ввода излучения;
  - приемник излучения - фотодиод с блоком питания;
  - регистрирующая система - узкополосный усилитель У2-6
  Подготовка системы к работе и измерение характеристик световодов производится в ручном режиме.
  
• Автоматизация и компьютеризация установки отсутствуют.
• Контактные телефоны: Рагозин Е.Н. 132-63-29; Масалов А.В. 132-67-60.