Вопрос № 182567: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопросы: 1)Дана тонкая линза с фокусным расстоянием f, расположенная в плоскости перетяжки гауссова пучка, радиус которой w1 . Найти новое положение плоскости перетяжки (указание: решение следует...
Вопрос № 182567:
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопросы:
1)Дана тонкая линза с фокусным расстоянием f, расположенная в плоскости перетяжки гауссова пучка, радиус которой w1 . Найти новое положение плоскости перетяжки (указание: решение следует искать с помощью комплексного параметра q). Длина волны λ.
2)По диэлектрическому световоду с размерами сердцевины 2а=15 мкм, показателем преломления n1=1,504 у сердцевины и n2=1,5 у оболочки распространяется эл. магнитная волна длиной λ=1,3
мкм. Рассчитать: а) число мод, распространяющихся в волноводе, б) максимальный размер волновода, который на данной длине волны будет работать в одномодовом режиме, в) предельную длительность импульсов, которые можно передавать по такому световоду длиной 10 км?
1. Комплексный параметр q, называемый также комплексным радиусом кривизны, определяется следующим образом:
где w - радиус пучка, R - радиус кривизны волнового фронта. Если выбрать систему координат таким образом, чтобы ось z совпадала с осью пучка, то радиус пучка и радиус кривизны будут определяться выражениями:
где w0 - радиус перетяжки, zR = kw02/2 - рэлеевская длина (конфокальный параметр пучка), а комплексный параметр q примет вид
Тонкая линза с фокусным расстоянием f преобразует сферическую волну с радиусом фронта R1 в сферическую волну с радиус
ом фронта R2, причем
Так как диаметр пучка непосредственно слева и справа от линзы одинаков, то для комплексных параметров падающего и прошедшего пучков справедливо аналогичное соотношение:
В частности, если положение перетяжки относительно линзы для падающего и прошедшего пучков равно соответственно l1 и l2, а конфокальный
параметр - zR1 и zR2, соотношение примет вид:
Решение этого уравнения удовлетворяет следующим условиям:
Если линза расположена в плоскости перетяжки, то l1 = 0 и второе условие примет вид
откуда
С учетом zR1 = kw12/2 = πw12/λ новое положение плоскости перетяжки относительно линзы будет равно
2. Число мод, распространяющихся в волноводе, определяется выражением
где Δ = (n12-n22)/(2n12)
- относительная разность показателей преломления. В данном случае Δ = (1.5042-1.52)/(2·1.52) = 0.00267 и
то есть число мод равно семи. Для одномодового режима должно выполняться условие
или
В данном случае 2a < 1.3/(3.14·1.5·√0.001335) ≈ 7.55 мкм.
Предельная длительность импульсов, передаваемых по световоду длины L определяется значением межмодовой дисперсии:
(предполагаем, что длина световода не превышает длины межмодовой связи Lc). В данном случае τ = 1.5·0.00267·10000/3·108 ≈ 1.336·10-7
с = 133.6 нс.
Ответ отправил: Жерар (Практикант)
Ответ отправлен: 21.03.2011, 06:15
Номер ответа: 266332 Россия, Томск Тел.: 8-923-411-36-58
Оценка ответа: 5 Комментарий к оценке: Спасибо))
Вам помог ответ? Пожалуйста, поблагодарите эксперта за это! Как сказать этому эксперту "спасибо"?
Отправить SMS#thank 266332
на номер 1151 (Россия) |
Еще номера »
Оценить выпуск »
Нам очень важно Ваше мнение об этом выпуске рассылки!
* Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи.
(полный список тарифов)
** При ошибочном вводе номера ответа или текста #thank услуга считается оказанной, денежные средства не возвращаются.
*** Сумма выплаты эксперту-автору ответа расчитывается из суммы перечислений на портал от биллинговой компании.