Елементи які служать для побудови хвилеводів. Звук і магнітне поле на службі інтегральної оптики. Терабітні системи зв’язку на основі спектрального ущільнення. Перспективи розвитку багатоканальних систем зв’язку. Елементи когерентної інтегральної оптики.
Аннотация к работе
Оптика - розділ фізики, в межах якого вивчається природа оптичного випромінювання (світла), досліджуються процеси випромінювання світла, його поширення в різноманітних середовищах і взаємодії з речовиною. Оптика вивчає широку область спектра електромагнітних хвиль, що примикають до діапазону видимого світла: ультрафіолетову область (включно з мяким рентгенівським випромінюванням) та інфрачервону (до міліметрових радіохвиль); експериментальне та теоретичне вивчення випромінювання світла, його поширення в середовищах різної природи, поглинання в середовищі, а також заломлення та відбивання на границі поділу, взаємодії кількох світлових потоків, утворення когерентних джерел світла, оптичного запису інформації. Оптика поділяється на геометричну оптику, фізичну оптику, нелінійну оптику, інтегральну оптику тощо. Особливий розділ геометричної оптики складає параксіальна оптика, в якій розглядаються світлові промені, які проходять близько до осі циліндрично-симетричної системи, наприклад, лінзи. У більш широкому розумінні, інтегральна оптика - це розділ сучасної оптики, який займається дослідженням процесів розповсюдження оптичних хвиль в планарних тонкоплівкових діелектричних хвилеводах, проблемами вводу (виводу) випромінювання у такі хвилеводи, а також питаннями генерації і детектування світлових пучків в таких хвилеводах та керування ними з метою створення нових інтегрально-оптичних схем, які аналогічні за своїм функціональним призначенням існуючим інтегральним електронним схемам на напівпровідниках.Такі хвилеводи служать конструктивною основою будь-якого інтегрально-оптичного приладу. Таке обмеження дає можливість значно підвищити ступінь локалізації хвилеводного каналу, що призводить до зниження керуючої напруги хвилеводних модуляторів і перемикачів, робочих потужностей інжекційних лазерів, що входять в структуру інтегрально-оптичних схем. Технологія повинна забезпечити і низькі оптичні втрати в інтегрально-оптичних хвилеводах, які не повинні перевищувати одиниць і десятих доль децибела на сантиметр. Якщо показники заломлення підкладки і покривного шару рівні, такий хвилевід називається симетричним, в іншому випадку - асиметричним. Якщо тепер таку призму розташувати безпосередньо близько від по верхні хвилеводу і направити вхідний лазерний пучок на її границю так, як показано на малюнку 2, то із-за повного внутрішнього віддзеркалення на межі призма - повітряний зазор в призмі сформується хвіст моди стоячої хвилі.В даний час системи з частотним інтервалом між каналами 100 ГГЦ (0,8 нм) і менше називають системами щільного спектрального мультиплексування (DWDM - Dense WDM). Саме такі системи використовуються для магістральної передачі інформації (для міжконтинентальних і міжрегіональних ліній звязку), а також в системах з великими інформаційними потоками. Необхідність ефективно використовувати прокладений кабель привела до значного збільшення числа каналів, передаваних по одному волокну, і зменшенню спектральних інтервалів між ними. Система включає наступні складові елементи (дивись позначення на малюнку): Л - лазери, І джерела потоку даних (інформації), М - модулятори, МОП - могутній оптичний підсилювач (бустер), ОП - квантовий оптичний підсилювач, Д-фотодетектори. На виході дисперсійного елементу (призма або решітка) ставиться вихідна фокусуюча система 4, за допомогою якої кутове розділення довжин хвиль (каналів) перетвориться в сфокусоване просторове розділення каналів по елементах лінійки фотодетекторів або по торцях набору оптичних волокон.Цілком зрозуміло, що будь-який ефект, здатний викликати зміну цих двох параметрів, може бути використаний для керування режимом поширення хвилеводних мод. У основі роботи переважної більшості інтегрально-оптичних активних елементів лежить ефект зміни показника заломлення хвилеводу під дією різних зовнішніх полів: електричних, магнітних, акустичних. До них відносять модулятори-перемикачі на основі ефекту тунельного перекачування світла - їх ще називають модулятори-перемикачі на звязаних хвилеводах і модулятори інтерференційного типу. Термін «модулятор-перемикач» означає, що прилад може працювати і як модулятор, і як перемикач сигналу. Модулятори-перемикачі на звязаних хвилеводах мають, як правило, досить складну конфігурацію електродів, на які подаються різні по рівнях напруги для оптимізації довжини звязку і налаштування констант поширення в звязаних хвилеводах.У звязку з тим, що зарахування в школу чи клас із поглибленим (спеціалізованим) навчанням фізики може проводитись у 7-9-му чи 10-му класі, курс поглибленого вивчення фізики у 9-10-х класах спирається тільки на основний курс предмета попередніх класів. Загалом програма поглибленого навчання збігається з програмою основного курсу, але структура вивчення деяких розділів значно від неї відрізняється: у курсі 9-го класу збережено самостійний розділ «Статика», що має важливе політехнічне значення; у курсі 10-го класу закони термодинаміки вивчаються на основі статистичних уявлень, вводиться поняття про статистичний характе