Квантовая и оптическая электроника

Волноводы

2013-11-18T17:32:45Z

При создании волоконно-оптических гироскопов широко используются интегральные оптические схемы (ИОС), с помощью которых световые пучки от источника света подводятся к волокну, производится деление и последующее объединение световых пучков, обеспечивается фазовая модуляция и т.д. Основными элементами ИОС являются оптические волноводы, среди которых чаще всего используются канальные волноводы. При изготовлении канальных волноводов необходимо использовать подложку, на которой образован плоский слой оптически прозрачного материала, являющийся уже по сути дела плоским оптическим волноводом.

Распространение света в оптоволокне

2013-11-18T17:18:21Z

Основным направлением использования оптических волокон являются волоконно-оптические линии связи, все шире применяемые в настоящее время в различных видах связи и явившиеся одним из основных средств, обеспечивших создание Интернет.

Оптические средства передачи информации использовались человеком на протяжении всей истории его развития. С появлением радио и телефона оптическая связь в значительной степени потеряла свою актуальность, но с появлением лазерных источников с малой расходимостью светового пучка интерес к передаче информации оптическими методами возобновился.

Спектр излучения лазера

2013-11-18T16:59:37Z

Спектр излучения лазера определяется соотношениями, следующими из энергетических и фазовых условий генерации. Из энергетических условий следует, что генерация возможна только в той области частот, где выполняется условие G > μ (усиление больше потерь). На рис. 1а изображена линия усиления активной среды G(ω) и уровень потерь в резонаторе μ. Пунктиром выделена область частот, в которой возможно генерация (область существования генерации).

Фазовое условие существования генерации определяют собственные частоты резонатора ω_q (Рис. 1б). Генерация происходит на тех собственных частотах резонатора, которые попадают в область существования генерации.

Супергетеродинные приемники лазерного излучения

2012-10-22T16:44:28Z

Наиболее перспективными приемными устройствами в оптическом диапазоне волн, способными принимать частотно-модулированные и фазо-модулированные сигналы, измерять доплеровский сдвиг частот, осуществлять однополосный прием и т.д., считаются супергетеродинные приемники. Супергетеродинные приемники по сравнению с приемниками прямого усиления позволяют существенно уменьшить влияние фоновых засветок. Возможность подавления фонового излучения супергетеродинными приемниками обусловлена тем, что их полоса пропускания сравнительно невелика и определяется полосой пропускания радиотехнических цепей.

В то же время приемники прямого усиления принимают сигналы (и помехи) во всей полосе пропускания оптического фильтра. Использование супергетеродинных приемников оптического диапазона в различных системах связи и локации позволяет также подавить темновые шумы фотодетектора и ослабить влияние шумов последующих каскадов путем выбора мощности сигнала гетеродина.

Оптические приемники прямого усиления

2012-10-22T16:10:54Z

Оптический приемник прямого усиления состоит из антенны, фильтра, оптического квантового усилителя, детектора, усилителя видеосигналов и устройства обработки информации. Антеннами оптических приемников служат хорошо всем известные оптические приборы, собирающие световые лучи в узкий пучок.

В оптических приемниках прямого усиления детектор выполняет две функции — преобразует принятый сигнал в электрический и производит его демодуляцию. Тип детектора в основном и определяет схему приемника.

Рассмотрим способы построения приемников прямого усиления и характеристики используемых детекторов. В оптических приемниках прямого усиления в качестве детектора могут применяться фотоэлектронные умножители, лампы бегущей волны с фотокатодом и различные полупроводниковые устройства, в которых используются явления фотопроводимости, фотогальванический и фотомагнитоэлектрический эффекты. Детекторы оптического диапазона волн делят на две основные группы: детекторы с интегрированием (накапливанием) энергии и детекторы с отсчетом частиц. В зависимости от типа применяемого детектора оптические приемники прямого усиления делят на тепловые и фотоэлектрические.

Приёмники лазерного излучения

2012-10-21T18:42:53Z

Приемником лазерного излучения называют устройство, предназначенное для улавливания, преобразования и обработки излучаемых лазером сигналов. Приемники оптического и радиотехнического диапазонов волн в основном состоят из одних и тех же элементов:

антенны, представляющей собой оптическую систему, улавливающую энергию световых волн;
непосредственно приемного устройства, в котором энергия светового излучения преобразуется в электрическую;
оконечного устройства — системы обработки передаваемых сообщений.

Твердотельные квантовые генераторы

2012-10-21T18:03:07Z

Твердотельные квантовые генераторы в зависимости от используемого активного вещества разделяются на кристаллические и стеклянные (аморфные).

Наиболее изучены следующие активные вещества: синтетический рубин, фтористый кальций, активированный трехвалентным ураном, и стекло с примесью неодимия. Лазеры, в которых в качестве активного вещества используются твердые тела, позволяют получить большие мощности излучения. Излучение таких лазеров лежит в широком диапазоне длин волн (6943—27 000 Å) и может быть как импульсным, так и непрерывным.

Лазерные курсо-глиссадные системы

2012-04-11T07:04:38Z

Одной из важнейших задач обеспечения безопасности полетов является задача, связанная с увеличением точности систем посадки, снижением ограничений по метеоусловиям, обеспечением больших удобств работы экипажа при выполнении такого ответственного участка полета, как посадка. Поэтому уже первые сообщения об успешных испытаниях лазерной системы посадки привлекли внимание специалистов.

Лазерные измерители скорости в летательных аппаратах

2012-04-11T06:29:39Z

Измерение скорости летательного аппарата является одной из важнейших проблем при решении задачи навигации. Успешное решение этой задачи во многом определяется теми возможностями, которые имеют бортовые измерители скорости. В настоящее время на борту летательного аппарата, как правило, устанавливаются датчики воздушной и путевой скоростей. Для измерителей путевой скорости характерным является использование радиочастотного диапазона электромагнитного излучения, а для датчиков воздушной скорости обычно используются измерители давления. В принципе обе эти задачи могут быть решены с помощью лазерных датчиков.

Фотоприемные устройства

2012-04-10T11:40:41Z

Одним из важнейших элементов лазерных систем является фотоприемное устройство. Для приема излучения в лазерных информационных системах и приборах контроля и проверки работоспособности их используются преобразователи оптического излучения в электрический сигнал. Устройства преобразования — фотоприемники строятся на основе использования внешнего или внутреннего фотоэффекта, т.е. явления, при котором падающие на материал приемника фотоны переводят электроны этого материала в такое возбужденное состояние, при котором может быть осуществлена их регистрация. Кроме указанных, фотонных, фотоприемников существуют также тепловые, однако они уступают фотонным по ряду параметров и в авиационной аппаратуре не используются.