Luận văn truyền dẫn quang

Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD : Hồ Văn Cừu LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TRUYỀN DẪN QUANG SVTH : TRẦN ĐỨC LỢI – NGUYỄN NGỌC MINH Trang: Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD : Hồ Văn Cừu Phần I TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN DẪN QUANG SVTH : TRẦN ĐỨC LỢI – NGUYỄN NGỌC MINH Trang: Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD : Hồ Văn Cừu Chương I: TRUYỀN DẪN SỢI QUANG I/ Lý thuyết chung truyền dẫn sợi quang: Ưu-nhược điểm: a Ưu điểm: Phương pháp truyền dẫn sợi quang có nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền dẫn điện Do đó, mạng lưới thơng tin quang phát triển mạnh - Suy hao thấp thuận tiện cho việc truyền dẫn với khoảng cách xa - Dải thông rộng cho phép truyền dẫn với tốc độ cao - Hồn tồn cách điện khơng bị ảnh hưởng sấm sét - Không bị ảnh hưởng trường điện từ - Vật liệu chế tạo nhiều b Nhược điểm: Tuy cáp quang có nhiều ưu điểm so với dây kim loại, tồn số nhược điểm: - Giá thành đắt - Phải sử dụng máy chuyển đổi quang điện, dễ gãy, khó hàn nối, mà cáp quang khơng linh hoạt dây dẫn điện, khó sử dụng cho trường hợp riêng lẻ Cơ sở quang học truyền ánh sáng sợi quang: a Sự phản xạ khúc xạ ánh sáng: - Khi tia sáng truyền môi trường đến mặt ngăn cách mơi trường hai ánh sáng chia thành hai tia :một tia phản xạ lại môi trường tia khúc xạ vào môi trường hai - Tia phản xạ tia khúc xạ quan hệ với tia tới: + Cùng nằm mặt phẳng tới + Góc phản xạ góc tới + Góc khúc xạ: n1sin1 = n2sin2 Tia tới Môi trường Môi trường Tia phản xạ n1 n2 1 ’1 2 SVTH : TRẦN ĐỨC LỢI – NGUYỄN NGỌC MINH Tia khúc xạ Trang: Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD : Hồ Văn Cừu - Khi góc tới lớn góc o khơng có tia khúc xạ mà ta nhận tia phản xạ gọi tượng phản xạ toàn phần o = n2/n1 - Người ta ứng dụng tượng phản xạ toàn phần việc truyền dẫn sợi quang Sợi quang gồm có: lõi có chiết suất n lớp bọc có chiết suất n2 Khi ánh sáng vào sợi quang phản xạ nhiều lần, đó, truyền với khoảng cách xa * Khẩu độ số: - Sự phản xạ toàn phần xảy tia sáng có góc tới đầu sợi quang nhỏ góc giới hạn max Sin góc giới hạn gọi độ số (NA) NA = sinmax Các dạng phân bố chiết suất loại sợi quang: a Các dạng phân bố chiết suất: b a O n2 n1 n a b n2 n1 Sự truyền ánh sáng sợi quang có chiết suất nhảy bậc - Chiết suất nhảy bậc: loại sợi có cấu tạo đơn giản với chiết suất lõi lớp bọc khác cách rõ rệch hình bậc thang - Nhược điểm dạng chiết suất này: với tia sáng có góc tới khác truyền với thời gian khác cự ly Khi cho tia sáng hẹp vào sợi quang nhận tia sáng rộng đầu bên gọi tượng tán sắc - Sợi quang có chiết suất giảm dần (GI): b a n O n2 n1 a b n2 n1> n2 Sự truyền ánh sáng sợi quang có chiết suất giảm dần - Sợi GI có phân bố chiết suất hình Parabol - Đường truyền sợi GI không nhau, cấu tạo sợi nên vận tốc truyền thay đổi theo Vì độ tán sắc sợi GI nhỏ nhiều so với sợi SI b Sợi đơn mode sợi đa mode: - Số mode truyền sợi quang phụ thuộc vào thông số kỹ thuật sợi SVTH : TRẦN ĐỨC LỢI – NGUYỄN NGỌC MINH Trang: Luận Văn Tốt Nghiệp GVHD : Hồ Văn Cừu * Sợi đa mode: sợi đa mode có NA V lớn nên N lớn Tùy loại, sợi có chiết suất nhảy bậc giảm dần * Sợi đơn mode: - Khi giảm kích thước lõi sợi để có mode sóng truyền sợi gọi sợi đa mode Trên lý thuyết, sợi làm việc chế độ đơn mode V