Bài thuyết trình Sợi quang học

Bài thuyết trình Sợi quang học tập trung tìm hiểu về cấu tạo, phân loại và cấu trúc sợi quang; công nghệ chế tạo sợi quang và một số tồn hao; cơ chế xử lý tín hiệu quang; nguyên tắc truyền ánh sáng - ứng dụng của sợi quang.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình Sợi quang học TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG SEMINAR : Nhóm thuyết trình : Hoàng Lương Cường 0413028 Bùi Thị Xuân Thớm 0413059 Lê Khắc Tốp 0413069 Phạm Thụy Bích Tuyền 0413160 Nguyễn Thị Ngọc Nhiên 0413098 GVHD : PGS.TS Lê Văn Hiếu  GIỚI THIỆU  CẤU TẠO, PHÂN LOẠI VÀ CẤU TRÚC SỢI QUANG  CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SỢI QUANG VÀ MỘT SỐ TỒN HAO  CƠ CHẾ XỬ LÝ TÍN HIỆU QUANG  NGUYÊN TẮC TRUYỀN ÁNH SÁNG _ỨNG DỤNG CỦA SỢI QUANG  CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TÁC HOẠT ĐỘNG CỦA LED, LASER I. GIÔÙI THIEÄU. Tất cả các hệ thống thông tin liên lạc trước đây đều dựa trên sự truyền và xử lý thông tin bằng dòng điện hoặc sóng điện từ vô tuyến. Khi LASER ra đời thì các nghiên cứu về việc truyền và xử lý thông tin bằng tia sáng bắt đầu phát triển, từ đó xuất hiện khái niệm sợi quang học. Từ “sợi quang” có nghĩa là “sợi mảnh dẫn ánh sáng”,bao gồm hai chất điện môi trong suốt khác nhau(thủy tinh hay nhựa) , một phần cho ánh sáng truyền trong đó gọi là lõi sợi, phần còn lại là lớp vỏ bao quanh lõi. Hệ thống thông tin liên lạc bằng sợi quang bao gồm 3 yếu tố cơ bản: nguồn tín hiệu, sợi quang có độ mất mát thấp và các detector. Thông tin liên lạc bằng sợi quang ngày càng được ứng dụng rộng rãi nhờ những ưu điểm nổi bật : an toàn trong truyền tin, tránh nghe trộm, tổn hao nhỏ, dải thông rộng, khả năng phức hợp cao, kích thước nhỏ , trọng lượng nhẹ, giá vật liệu chế tạo rẻ.. II. CẤU TẠO, PHÂN LOẠI VÀ CẤU TRÚC SỢI QUANG. y y 1 .Cấu tạo: Cladding Core  r x Fiber axis n n1 n2 Sợi quang thường có tiết diện tròn, gồm 2 phần chính: - Phần lõi có chiết suất n1 - Phần vỏ có chiết suất n2, n2 < n1( n1 không đổi). Đường kính vỏ vào khoảng 0.1mm, đờng kính lõi vài m.  Chieát suaát cuûa loûi lôùn hôn chieát suaát cuûa voû ñeå xaûy ra hieän töôïng phaûn xaï toaøn phaàn. Vỏ bao bọc bên ngoài ( áo ) bảo vệ sợi quang khỏi bị ẩm ướt và ăn mòn, đồng thời chống xuyên âm với các loại sợi đi bên cạnh . Sợi quang lớp bọc thứ nhất Primary Buffer Strength Member Phần cản Outer Coating Jacket bit lỏi Fiber Element (Core and Cladding) Lớp bọc thứ hai 2. Phân loại: Sợi quang được phân loại theo nhiều cách: + Theo loại vật liệu điện môi được sử dụng : có 3 loại - Sợi quang thủy tinh thạch anh. - Sợi quang thủy tinh đa vật liệu. - Sợi quang bằng nhựa. Đối với mạng lưới viễn thông sợi quang thủy tinh thạch anh được sử dụng nhiều nhất vì có khả năng cho sản phẩm có độ suy hao thấp và các đặt tính truyền dẫn ổn định trong thời gian dài. + Theo mode truyền dẫn: chia làm 2 nhóm - Sợi đơn mode (SM): chỉ cho 1 mode lan truyền. - Sợi đa mode : cho phép nhiều mode lan truyền.  + Theo phân bố chiết suất khúc xạ: có thể tạm chia thành 2 nhóm  - Sợi quang chiết suất phân bậc (SI):chiết suất thay đổi theo bậc giữa lõi và vỏ.  - Sợi quang chiết suất biến đổi (GI):chiết suất thay đổi một cách từ từ (sợi quang chiết suất liên tục). Tùy vào kích thước của lõi, sợi quang chiết suất bậc có thể chỉ dẫn truyền một mode gọi là sợi quang đơn mode. Còn khi nó có thể truyền nhiều mode, đường kính lõi lớn thì ta gọi là sợi  quang chiết suất bậc đa mode. • Trong sợi quang loại GI: sợi quang được chế tạo theo cấu trúc đặc biệt để truyền tải ánh sáng nhiều mode. n2 vỏ Chiết suất khúc xạ 2 1 Lõi n1 Hướng của trục Hình:ánh sáng lan truyền trong sợi quang GI. 1: ánh sáng có mode thấp qua quá trình phản xạ toàn phần ở vùng gần tâm lõi. 2: ánh sáng có mode bậc cao qua quá trình phản xạ toàn phần ở vùng xa tâm lõi. 3 n1 2 1 n Sợi quang chiết suất bậc đa mode Đối với sợi quang chiết suất liên tục, thường dẫn truyền nhiều mode gọi là sợi quang chiết suất liên tục đa mode. n2 1 2 1 n O’ O’’ 2 ...