2. Специальные дисциплины (вариативная часть)

2.1 Дисциплина “интегральная и волоконная оптика”

Вопросы

1. Свойства и применение планарных оптических волноводов с прямоугольным профилем показателя преломления.

2. Волноводные разветвители и соединители, требования к ним и области применения.

3. Волноводные и волоконные усилители. Применение в волоконных линиях связи.

4. Свойства и применение круглых оптических волокон со ступенчатым профилем показателя преломления.

5. Регенераторы оптических сигналов для волоконных линий связи.

6. Требования к передатчикам оптических сигналов для волоконных линий связи.

7. Свойства и применение гофрированных и брэгговских волноводов.

8. Волноводные оптические переключатели на основе интерферометра Маха-Цендера.

9. Свойства и применение волноводов с электромагнитной связью.

10. Приемники оптических сигналов для волоконных линий связи.

11. Принципы построения и области применения волоконных датчиков.

12. Методы ввод и вывода излучения в волокнах и волноводах.

13. Принцип WDM в волоконно-оптических линиях связи. Структура WDM линий связи.

14. Дисперсия и потери в оптических волокнах.

15. Свойства и применение оптических волноводов на основе фотонных кристаллов.

16. Искажение оптических сигналов в оптических волокнах, вызванное межмодовой задержкой.

Задачи

Задача 1. Определить угловую расходимость излучения с длиной волны 1.54 мкм на выходе оптического волокна диаметром 80 мкм.

Задача 2. Построить оптическую схему волноводного коммутатора 1×4 на основе волноводов с электромагнитной связью и электрооптического эффекта.

Задача 3. Определить длину активного волокна волоконного усилителя с коэффициентом усиления g = 0.08 см^-1 для восстановления мощности оптического сигнала от 0.01 Вт до 0.5 Вт.

Задача 4. Построить оптическую схему WDM-демпультиплексора на брэгговских волоконных фильтрах для 4 длин волн.

Задача 5. Рассчитать эффективность ввода излучения полупроводникового лазера с апертурой 50 мкм в волокно диаметром 80 мкм, имеющего числовую апертуру равную 0.2

Задача 6. Рассчитать френелевские потери на стыке двух волокон с показателем преломления равным 1.46. В зазоре между волокнами – воздух, интерференционные эффекты отсутствуют.

Задача 7. Определить мощность сигнала на выходе волокна длиной 50 км при мощности сигнала на входе волокна равной 0.1 Вт и потерях в волокне равных 0.1 дБ/км.

Литература

1. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. -М.:Техносфера, 2004.-496 с., ил.

2. Интегральная оптика. Под ред. Т.Тамира. -М.: Мир, 1978.-344 с., ил.

3. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: физические основы, вопросы расчета и применения. М.: Энергоатомиздат, 1990.-256 с., ил.

4. Ярив А. Введение в оптическую электронику. -М.: Высшая школа, 1983.-398 с., ил.

5. Сидоров А.И.Физические основы и методы управления излучением в устройствах интегральной оптики. Уч. пособ. СПб.: Изд. СПб ГЭТУ «ЛЭТИ», 2007, 80 с.

6. Сидоров А.И. Оптические волноводы для волоконной и интегральной оптики СПб: Изд-во СПб ГЭТУ «ЛЭТИ», 2008. 96 с.