Quang điện tử và thông tin quang sợi -Chương 1 potx

quang quang ® ® i i Ö Ö n n t t ö ö v v μ μ th th « « ng ng tin tin quang quang s s î î i i VLKT 2007 Mở đầu - QĐT là ngành học liên quan đến sự tơng tác của các quá trình điện tử với ánh sáng và các quá trình quang học. - Các linh kin trong đó có sự chuyển đổi năng lợng:điệnsang ánhsángvà ngợc lại đợc gọi là linh kiện quang điện tử [...]... PT: y = m cos ( t Kx + 1 ) x 2 (1. 18) H z = H m cos (t Kx + 2 ) (1. 19) = 2 c t 2 x 2 = c 2 t 2 - là tần số sóng, - K là số sóng = , - v là tốc độ, - 1, 2 là pha ban đầu tại điểm x = 0 Từ 1. 15, 1. 16, 1. 18 và 1. 19 : Km sin ( t Kx + 1 ) = 0H m sin ( t Kx + 2 ) KH m sin ( t Kx + 1 ) = 0m sin ( t Kx + 2 ) ể nghiệm đúng các phơng trỡnh này, cần phi tho mãn các điều kiện sau: 1 = 2 ; Km = 0H m ;... (1. 7) H x D = jz + z y t D = 0 B = 0 H J = (1. 6) Bz D H z H y = jx + x y z t Dy H x H z = jy + z x t H y (1. 5) Bx By Bz + + =0 x y z (1. 9) (1. 10) (1. 11) Dx Dy Dz + + = x y z (1. 8) 1. 1.2 Phơng trình sóng đối với trờng điện từ Từ các phơng trình Maxwell, chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ Xột môi trờng đồng nhất, trung hoà ( = 0) và không dẫn điện ì = ì H rot.rot. = 0 t 2 (1. 12)... dẫn điện lan truyền theo phơng x ( trục x vuông góc với mặt sóng) H x 0 = 0 t 0 = 0 x t z x = H y 0 y t x y H z = 0 x t Thành phần x và gian H x không = H y x = 0 H z t B x H x = 0 =0 x x z t D x = 0 x = 0 x x 0 (1. 15) (1. 16) phụ thuộc vào thời gian và không Các vectơ và H vuông góc với phơng truyền sóng và sóng điện từ là sóng ngang 2 2 y y 2 H z 2 H z (1. 17) Phơng trỡnh sóng điện. .. t 2 (1. 12) + + = x 2 2 y 2 2 z 2 2 2 c t 2 2 H 2 H 2 H 2 H + + 2 = 2 2 2 2 x y z c t (1. 13) (1. 14) Hai phơng trỡnh 1. 13 và 1. 14 là hai phơng trỡnh sóng điển hỡnh Bất cứ một hàm nào tho mãn phơng trỡnh đó đều diễn t một sóng, trong đó cn bậc hai của đại lợng nghịch đo của hệ số của đạo hàm bậc hai theo thời gian là vận tốc pha của sóng 1. 1.3 Sóng điện từ phẳng Xét một sóng điện từ phẳng,... cos(t kz) y = cos(t kz + ) t, r 1, 0 tTM nr2 nr1 nr + nr 1 2 nr nr1 2 nr + nr 1 2 0, 5 tTE tg pol = rTE 0 rTM pol 2 nr 2 n r1 1. 1.6 Phản xạ toàn phần Xét sóng ánh sáng đi từ môi trờng chiết suất lớn sang môi trờng chiết suất nhỏ qua một lớp biên Gi sử lớp chiết suất nhỏ là không khí sin 1 = sin n r 1 sintot = 1/ nr 2 tot o nr x 2 o n0 = 1 -Nếu ta đa góc tới vợt quá tot,... (K r ) = K r cos = OA K = const (t Kr ) = const r2 1 k 2 r1 5 Mật độ năng lợng của sóng điện từ : 2 2 0 0 H 1 E =E +E = + = D + HB den E D = 0 ; Eden = 1 2 ( M 2 2 2 ( ) B = 0 H 0 )( ) ( 0 + 1 H 0 2 )( ) H 0 = 00 H = 1 H C - Mật độ dòng nng lợng S = Eden C = H - Vectơ mật độ dòng nng lợng đợc gọi là vectơ Poynting S = x H Nếu sóng điện từ lan truyền theo đờng vuông góc với mặt phân cách... sau: 1 = 2 ; Km = 0H m ; 0m = KH m 2 0 m = 0 H m 2 Biên độ liên hệ với nhau bởi hệ thức m 0 = H m 0 E ối với sóng lan truyền trong chân không m Hm = 7 9 0 = 4 10 4 9 10 = 12 0 377 0 H 1. 1.4 Các đặc trng của sóng điện từ 1 Sóng điện từ đợc mô tả trên có dạng: = m cos ( t Kx ) (t Kx) i( t Kx ) = me là pha của sóng 2 Vectơ vuông góc với mặt sóng (mặt đồng pha) là tia sáng - Trờng hợp =... đó rơi vào mặt phẳng phức có phần thực và phần a > tot = i ' 3 tot 2 sin = sin i ' = cos i ' = cosh ' > 1 2 ( ) 4 -Trong hiện tợng phn xạ toàn phần không còn có sóng khúc xạ, vỡ vậy toàn bộ nng lợng sóng điện từ đều phn xạ trở lại -Nhng điện trờng trong môi trờng có mật độ quang thấp không bằng 0 tức khắc trên lớp biên - Có một điện trờng gim dần (evanescent field) ta gọi là điện trờng... Z+ là kí hiệu điểm phía trên mặt phân biên Z- là kí hiệu điểm phía dới mặt phân biên s là mật độ điện tích bề mặt và B ở phân 1. 1.5 Phân cực ánh sáng -Chúng ta xét một sóng điện từ phẳng đơn sắc lan truyền theo trục z -Phơng phân cực đợc xác định qua vectơ cờng độ điện trờng x = A x cos ( t Kz + x ) 1 y = A y cos ( t Kz + y ) 2 cos(t Kz + x ) = cos(t Kz ) cos( x ) sin (t Kz )sin ( x ) cos (t... là x, và y, 2 x ' y ' =1 + a b y y' x' a 2 5 b Nếu gọi là góc gia hai trục x và x, (0 < < ), ta có 2 2 a 2 = Ax cos 2 + Ay sin 2 + 2 Ax Ay cos cos sin 2 b 2 = Ax2 sin 2 + Ay cos 2 2 Ax Ay cos cos sin tg (2 ) = 2 Ax Ay A A 2 x 2 y cos 6 7 8 Do x , y phụ thuộc vào thời gian Vectơ điện trờng sẽ quay trong mặt phẳng phức (xy) x 1 = 0 hay = ánh sáng phân cực tuyến tính Điện . giữa từ trờng và dòng điện dịch, dòng điện dẫn và nguồn gốc của vectơ cảm ứng điện D là điện tích: (1. 3) (1. 4) Chơng 1 Linh kiện dẫn sóng quang và sợi quang 1. 1 Sóng điện từ. 1. 1 .1 Hệ phơng trình. ∂ y x z D D D xyz ρ ∂ ∂ ∂ + += ∂∂∂ 0 D ε ε ε =   0 BH μ μ =  J σ ε =   (1. 11) (1. 10) (1. 9) (1. 8) (1. 7) (1. 6) (1. 5) 1. 1.2 Phơng trình sóng đối với trờng điện từ. Từ các phơng trình Maxwell, chứng minh sự tồn tại của sóng điện từ. Xột môi trờng đồng nhất, trung hoà và. + = + ( ) ( ) mm10 2 KH sin t Kx sin t Kx + = + mm12 0m0 m ;K H ; KH= = = 2 0 2 0 m m H = m 79 0 m0 4 10 4 9 10 12 0 377 H === E H Từ 1. 15, 1. 16, 1. 18 và 1. 19 : ể nghiệm đúng