Оптический — это… Что такое оптический?
И то и другое — смотрины и показуха — процесс в значительной мере оптический, я бы даже назвал — психооптический (психооптика — новая наука, которой я кладу начало), и, естественно, искажающий реальную картину.
Евсей Сергеевич аккуратно снял с носа солидный и явно антикварный оптический прибор, представлявший из себя очки, прямо на правом стекле которых была присобачена этакая объемная нашлепка-окуляр, сложил дужки, достал из кармана очешник, открыл его, умастил внутрь вышеупомянутый оптический прибор и только после этого развернулся в сторону говорившего.
Для решения этой задачи Андрею Григорьевичу, интенсивно занявшемуся изучением этой новой для него области науки и техники, удалось оборудовать «для казны» небольшой оптический завод, находившийся на Выборгской стороне (ныне — ОАО ЛОМО), преобразовать для этой специальной цели Императорский хрустальный завод под Петербургом (ныне — Институт
Отправь вниз тонкий оптический датчик, примени оптическую съемку, используй инфракрасные лучи, если нужно, чтобы найти этого робота-шахтера.
Для передачи информации о величине и направлении углового отклонения трассера используется оптический тракт, который включает в себя пиротехнический трассер, воздушную среду и оптические системы оптико-механического координатора.
Стрелок установил на него два оптических приспособления – классический оптический прицел для поражения дальних мишеней, а сверху над ним коллиматор для стрельбы на небольшие дистанции
Оптическое приближение (увеличение) мишени, суженное поле зрения, необходимость точной, тщательной изготовки для каждого выстрела и фокусировки прицела в зависимости от расстояния до цели определяют, что оптический прицел лучше зарекомендует себя при неторопливой, точной стрельбе из устойчивого положения по отдалённым на значительное расстояние, лучше всего неподвижным (или очень медленно двигающимся) целям.
Трое, кстати, были вооружены автоматами «АК-12» с глушителями и тепловизионными оптическими прицелами, а один, кроме собственного пистолета-пулемета «ПП-2000», нес на плече тяжелую и длинную крупнокалиберную дальнобойную снайперскую винтовку «Корд», внешним видом и массивным дульным тормозом больше напоминающую противотанковое ружье периода Второй мировой войны, чем современную снайперскую винтовку, хотя массивный
Пуля лежал в собственноручно вырытом окопе для стрельбы «из положения лежа» и смотрел на плывущее марево в оптический прицел своей эСВэДэшки.
Беспредельщик, сноровисто уворачиваясь от шальных пуль, в перемешку с ругательствами наконец-то произнес свою коронную фразу: «Hу достали, в натуре!..» и, присоединив к винтовке оптический прицел, принялся отстреливать врагов поодиночке.
Оптические разъемы (коннекторы): типы, отличия, применение
Неотъемлемым компонентом любой волоконно-оптической сети являются коннекторные соединения, которые состоят из двух основных компонентов: двух оптических разъемов и розетки (адаптера) для их соединения.
Оптическая розетка (адаптер) – это приспособление со сквозным продольным отверстием и крепежными элементами для коннекторов определенного типа с обеих сторон. Назначением оптической розетки является точное сведение ферул двух коннекторов и фиксация их в таком положении для обеспечения передачи данных.
Рисунок 1 – Схема коннекторного соединения
Оптический коннектор (разъем) – это кабельное окончание. Коннектор устанавливается по обе стороны любого оптического кабеля, будь то магистральный или распределительный кабель, или даже соединительный патч корд. Существует большое множество различных типов оптических разъемов, отличающихся по конструктивному исполнению, способу фиксации, диаметру ферулы типу полировки и т.д.
Рисунок 2 – конструкция оптического коннектора
Основными конструктивными элементами оптического разъёма являются корпус, ферула и фиксатор. Наиболее популярны коннекторы с диаметром ферулы 2,5 мм и 1,25 мм
Типы оптических разъемов
Рисунок 3 – разновидности оптических коннекторов и адаптеров
По конструктивному исполнению наиболее популярными типами являются коннекторы FC, SC, LC и ST типа. Рассмотрим их отличия.
• Оптический коннектор SC
SC коннекторы – одни из наиболее применяемых разъемов. Они имеют пластиковый корпус прямоугольного сечения и ферулу диаметром 2,5 мм. К преимуществам оптического SC разъема можно отнести простоту коммутации. Для фиксации в розетке достаточно просто вставить его до щелчка. Аналогично производится и его извлечение. Вместе с тем, он плохо адаптирован к механическим и вибрационным нагрузкам.
• Оптический коннектор LC
LC разъем по форме и принципу коммутации напоминает рассмотренный выше SC коннектор. Однако он имеет существенно меньшие габариты корпуса, да и ферула у него диаметром всего 1,25 мм. Компактный размер оптического LC разъема позволяет существенно повысить плотность портов на кроссе. Вместе с тем, из-за недостаточного пространства усложняется коммутация. При большой плотности портов коммутацию удобно выполнять только при помощи специализированного инструмента
Рис. 4. Инструмент Jonard FCT-100 для установки/извлечения коннекторов SC и LC в труднодоступных местах
• Оптический коннектор FC
FC разъем по праву считается самым надежным из перечисленных выше оптических коннекторов. Он имеет металлический корпус и фиксируется в розетке при помощи резьбового соединения. Последнее придает такому соединению механической прочности и вибрационной устойчивости. Но в удобстве коммутации он явно проигрывает. Оптические разъемы FC по умолчанию устанавливаются на все измерительные приборы для ВОЛС.
• Оптический коннектор ST
ST разъем на данный момент считается уже устаревшим, однако до сих пор применяется в многомодовых системах передач. Его фиксация напоминает фиксацию байонет разъема (вставить и немного провернуть по часовой стрелке). В отличие от остальных типов коннекторов, ферула коннектора ST имеет только UPC полировку.
Типы полировки оптических разъемов
Рисунок 5 – типы полировки ферулы коннектора
Чаще всего используются коннекторы с UPC полировкой. Коннекторы с APC полировкой более дорогие, однако позволяют уменьшить возвратные потери (основным составляющим возвратных потерь линии являются отражения в разъемных соединителях) оптической линии, что очень чувствительно для линий, по которым передается видео контент (КТВ, PON). Мощность сигнала в таких сетях намного больше, чем в стандартных сетях передачи данных, поэтому и отраженный сигнал имеет большую мощность. В этих сетях применяются исключительно разъемы с APC полировкой. Более детально механизмы возникновения потерь и отражения в разъемных соединителях описаны в следующем разделе.
Чаще всего, используются разъемы, предназначенные для внутриобъектового применения. Однако существуют коннекторы и для уличного применения – усиленные коннекторы. Они имеют повышенную устойчивость к физическим нагрузкам, влажности и перепаду температур. Такие коннекторы адаптированы для установки на кабели различного диаметра и сечения и чаще всего устанавливаются в уличных распределительных ящиках.
Потери и отражение в оптических коннекторах
При распространении по оптической линии сигнал претерпевает затухание и отражение от неоднородностей коэффициента преломления.
Затухание сигнала в ВОЛС обуславливается потерями в самом оптоволокне, потерями в сварных (неразъемных) и коннекторных (разъемных) соединителях, потерями в других компонентах ВОЛС (ответвители, сплиттеры и т.д).
Чем меньше затухание сигнала в линии, тем менее мощное и менее дорогое приемо-передающее оборудование может работать на ней. Или тем больше расстояние, на которое можно передать информацию без ошибок по этой линии.
Основными же причинами возникновения потерь и отражения в разъемных оптических соединителях являются:
- Наличие физического зазора между ферулами соединяемых коннекторов в точке их контакта (рис.1)
Как бы плотно мы бы не зажимали коннектор в розетке, всё равно между световодами волокон (размещёнными в центре ферулы коннектора) останется небольшой зазор, заполненный воздухом. В связи с тем, что показатель преломления воздуха отличается от показателя преломления оптического световода (сердцевины оптического волокна), часть излучения отражается при переходе из коннектора первого кабеля в воздушное пространство. Еще часть излучения отражается при переходе света из воздуха в коннектор второго соединяемого кабеля. Таким образом, при переходе через разъемный соединитель мощность сигнала уменьшается.
Вместе с тем, само отражение тоже является отрицательным фактором. Отраженный обратно к передатчику сигнал слепит его (как водителя слепит свет встречного транспортного средства в темное время суток) и приводит к возникновению битовых ошибок и нагреванию SFP модулей. А как следствие – снижение скорости передачи и ухудшение качества видео (наверное, все видели разноцветные квадратики на экране телевизора) и выход из строя SFP модуля.
Для уменьшения влияния отраженных сигналов на передатчик, в системах передачи используются коннекторы с APC полировкой.
Рисунок 6 – Влияние типа полировки оптического коннектора на мощность отраженного к передатчику сигнала
Такие коннекторы имеют срезанный под углом 8-9 градусов торец, что позволяет изменить траекторию отраженного сигнала. Отраженный под таким углом сигнал выходит за пределы световода и не возвращается к передатчику.
Разъемы с APC полировкой обычно окрашены в зеленый цвет. Для их соединения используются тоже зеленые адаптеры. И соединять между собой синие (UPC полировка) и зеленые APC полировка) коннекторы, как вы понимаете, нельзя.
Если в разъемный соединитель (в зазор между ферулами коннекторов) попадает грязь или жир – это еще больше усугубляет ситуацию, описанную в предыдущем пункте. А при диаметре световода в 9 микрометров (для одномодового оптического волокна) для серьезного ухудшения качества передачи сигнала достаточно даже одного прикосновения пальцем к торцу коннектора.
Рис. 7. Фотография торца загрязненного и поврежденного коннектора (a – грязь; b – жир; c – царапина)
Именно поэтому требуется регулярная чистка и инспектирование разъемных соединителей. Более подробно о чистке оптических разъемов можно посмотреть в этом видео:
- Трещина в волокне, расположенном внутри коннектора или выходящем из него кабеля, также приведет к дополнительным потерям сигнала и его отражению.
Рисунок 8 – типы трещин в торце волокна
Данную поломку можно легко идентифицировать при помощи оптических микроскопов. А чрезмерный изгиб (макроизгиб) такого кабеля хоть и не увеличит отражения, потому что на изгибе отражения не возникают, зато внесет очень большие потери. Такие потери будут тем больше, чем больше длина волны, на которой они измеряются. Например, потери на длине волны 1550 нм будут значительно превосходить потери на длине волны 1310 нм. Для идентификации и локализации такого повреждения в оптической линии понадобится оптический рефлектометр с двумя рабочими длинами волн, 1310 нм и 1550 нм. Идентифицировать макроизгиб в оптическом патчкорде, сплайс кассете муфты или распределительного ящика можно при помощи визуализатора повреждений.
- В случае некачественного адаптера (заводской брак или поломка), адаптер не позволяет точно свести ферулы коннекторов (рисунок 8).
Это создает еще большие препятствия для распространения сигнала и приводит к его отражению и затуханию.
Рисунок 9 – смещение ферул в оптическом адаптере
В сквозном отверстии адаптера чаще всего находится керамическая трубка, которая при неаккуратной коммутации может сломаться. Признаками ее поломки также будут флуктуации (постоянно меняющееся значение) мощности сигнала и его затухания.
- В некоторых дешевых оптических волокнах сердцевина волокна может быть несколько смещена от его центра.
К сожалению, на рынке встречаются пигтейлы и патч корды, при производстве которых использовано как раз такое волокно. В этом случае, даже при точном сведении ферул коннекторов не удастся добиться низких потерь и отражения в оптическом волокне. Детально эта тема раскрыта в статье.
Оптические патч-корды
Одним из компонентов оптического кросса является также оптический патчкорд.
Рисунок 10 – схема подключения оптического кабеля к приемо-передающей аппаратуре
Оптический патч корд – это волоконно-оптический кабель небольшой длины (обычно от 1 до 50 м) на обоих концах которого установлены коннекторы. Чаще всего для производства оптических патчкордов используется внутриобъектовый оптический кабель с диаметром оболочки 2-3 мм.
Оптические патч корды отличаются по нескольким параметрам:
- По конструктивному исполнению
- Симплексный оптический патчкорд – это единичный оптический соединительный шнур, включающий один оптический кабель, с обеих сторон которого установлено по одному коннектору
- Дуплексный оптический патч-корд – это конструктивно объединённые два симплексных патчкорда
Рисунок 11 – Симплексный (а) и дуплексный (б) оптические патчкорды
- По типу установленных коннекторов с обеих его сторон
- Прямой оптический патчкорд – это соединительный оптический шнур, на разных концах которого установлены коннекторы одинакового типа и полировки
- Гибридный оптический патч корд – это соединительный оптический шнур, с разных сторон которого установлены коннекторы различного типа и/или полировки
- По типу использованного в нем оптического волокна
- Многомодовое оптическое волокно
- Одномодовое оптическое волокно
- По диаметру оболочки кабеля
Маркировка оптических патч-кордов
Маркировка патчкордов отличается у разных производителей. Однако в любом случае она включает в себя основные данные:
Рисунок 12 — Маркировка патчкорда
- Тип корпуса и тип полировки коннектора, установленного с одной стороны патч корда (например, SC/UPC, SC/APC, FC/UPC, LC/UPC)
- Тип корпуса и тип полировки коннектора, установленного с другой стороны патч корда
- Тип оптического волокна:
- 50/125 мкм – многомодовое волокно, диаметр сердцевины — 50 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
- 62,5/125 мкм — многомодовое волокно, диаметр сердцевины – 62,5 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
- 9/125 мкм – одномодовое волокно, диаметр сердцевины – 9 мкм, диаметр оболочки – 125 мкм
- Диаметр патчкорда (чаще всего 2 или 3 мм)
- Конструктивное исполнение (симплексный – одинарный или дуплексный – сдвоенный)
- Вносимые потери и отражения, измеренные с обеих сторон патч-корда.
Как сделать оптический патчкорд?
Обычно операторы, интеграторы и провайдеры покупают патч-корды уже в готовом виде. Вместе с тем, существует простой способ изготавливать их и самостоятельно при помощи технологии Splice On.
Этот способ позволит оперативно изготовить патчкорд нужной длины и с нужными типами коннекторов с обоих сторон. Особенно это актуально при необходимости изготовления гибридных патч-кордов (которые имеют коннекторы разного типа и полировки с обоих концов). Такие патч-корды, да еще и нужной длины, не всегда есть на складе поставщиков. Кроме того, вы будете уверены в высоком качестве такого изделия.
Выводы
Известно, что наиболее частыми причинами неработоспособности оптических линий связи являются повреждения на кроссе. Поэтому ниже приведено несколько простых правил как этого избежать:
- Использовать качественные и проверенные компоненты (патч-корды, пигтейлы, розетки и др.)
- Бережно относиться к этим компонентам при работе с ними. Не стоит, например, закручивать коннектор FC типа «до потери пульса» или коммутировать коннекторы с UPC и APC полировкой)
- Регулярно чистить оптические адаптеры и коннекторы. Согласно правилу «IBYC» чистку необходимо проводить перед каждой коммутацией. Даже если вы подключаете новый патчкорд, только полученный от поставщика и извлеченный из упаковки.
- Периодически проводить инспектирование оптических разъемов при помощи оптических микроскопов (см. также статью «Зачем нужен микроскоп для проверки качества оптических разъёмов и как его выбрать?»)
кварцевые и не только / Блог компании ЭФО / Хабр
Время от времени на Хабре появляются различные статьи на тему волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), что неудивительно, поскольку оптическая связь сегодня является одним из основных способов передачи информации. Оптические линии связи успешно конкурируют с традиционными медными линиями и беспроводными технологиями. Именно оптическому волокну мы во многом обязаны резким увеличением объема и скорости передаваемой по всему миру информации за последние годы и, в частности, развитием Интернета. Более того, с каждым годом оптическое волокно становится все ближе к потребителю и осваивает все новые сферы применения.
Мы уверены, что каждый уважающий себя IT-специалист должен иметь хотя бы общее представление о ВОЛС, независимо от того, чем конкретно он занимается. Предлагаемая вашему вниманию статья посвящена разновидностям и классификации оптических волокон. Конечно, сейчас можно легко найти очень много разной информации на эту тему. Но, как вы увидите дальше, и нам есть что рассказать. Тем более что на Хабре пока тема оптического волокна освещена, как нам кажется, в недостаточной степени.
Компания «ЭФО» занимается поставками импортных электронных компонентов на российский рынок с 1991 года. Последние 15 лет (с 2001 г.) наша программа поставок включает волоконно-оптические и оптоэлектронные компоненты. Исторически сложилось, что основными нашими клиентами являются представители разных отраслей промышленности.
«ЭФО» имеет несколько специализированных сайтов под разные группы продукции. Оптической связи посвящен сайт infiber.ru, которым занимаются сотрудники Отдела волоконно-оптических компонентов. Сайт содержит каталог волоконно-оптической продукции, которую мы поставляем. Также здесь публикуются новости производителей и статьи, написанные сотрудниками отдела. Наш сайт создан недавно, но активно развивается.
Как уже упоминалось, в этой статье мы хотели рассказать не столько о самом оптическом волокне, сколько о его разновидностях и классификации. Большинство читателей, скорее всего, знает разницу между одномодом и многомодом, но мы хотим дать более детальную информацию, чтобы Вы могли легко ориентироваться в многообразии современных волокон и их свойствах и не испытывали затруднений с вопросами, которые возникают в практической работе, например:
- Что означает OM4 в спецификации к оптическому волокну и чем оно отличается от OM1, OM2 и OM3?
- Какие материалы используются при производстве волокон и кабелей? Что такое пластиковое оптическое волокно?
- Где следует использовать волокно со смещенной дисперсией и в каких случаях дисперсия должна быть нулевой?
- Что означают аббревиатуры POF и HCS (PCS)?
Опыт общения с заказчиками показывает, что эти и другие вещи, связанные с классификацией волокон, известны далеко не всем (напомним, наши клиенты в основном работают в промышленности и чаще всего являются специалистами каждый в своей области). Поэтому считаем, что подобная информация будет крайне полезной. Очень надеемся, что одной статьей наше совместное обсуждение темы ВОЛС на Хабре не закончится.
Немного забегая вперед, отметим, что одной из главных особенностей этой статьи мы считаем знакомство читателей с волокнами POF и HCS, поскольку 1) эти волокна набирают все большую популярность в промышленности и других сферах и 2) в отличие от традиционных кварцевых волокон они не так хорошо освещены в русскоязычном интернете.
И последнее. Недавно мы разместили на нашем сайте пять статей, в которых более подробно рассказывается об оптическом волокне и его основных типах. Кому информации, изложенной ниже, окажется недостаточно, добро пожаловать к нам на сайт!
Исходя из поставленной задачи (представить классификацию оптических волокон), мы не хотели бы сильно углубляться в теоретические основы волоконно-оптической связи. Но для того чтобы информация была понятна широкому кругу читателей, начнем все-таки с того, что представляет собой оптическое волокно, каким образом по нему передается сигнал и каковы его некоторые основные характеристики.
Оптическое волокно (оптоволокно) – это волновод с круглым поперечным сечением, по которому передается электромагнитное излучение оптического диапазона (обычно ближний ИК и видимый свет). Оптическое волокно состоит из двух основных частей: сердцевины и оптической оболочки. Диаметр этой структуры сравним с толщиной человеческого волоса. Сверху на оптоволокно наносится защитное акриловое покрытие. Для дальнейшей защиты используются различные упрочняющие и защитные элементы. Конструкция, содержащая одно или несколько оптических волокон и различные защитные элементы, покрытые общей оболочкой, называется волоконно-оптическим кабелем.
Информационный сигнал передается по оптическому волокну в виде модулированного светового излучения. Благодаря явлению полного внутреннего отражения (вспомните школьный курс геометрической оптики), свет, попавший в оптоволокно, распространяется по нему на большие расстояния. Сердцевина и оптическая оболочка волокна изготавливаются из материалов с незначительно отличающимися показателями преломления (показатель преломления сердцевины больше). Поэтому световые волны, попавшие в сердцевину под углами, меньшими некоторого критического значения, многократно переотражаются от оболочки. Если при этом выполняются условия для распространения в волноводе (свет – это не только поток частиц, но и электромагнитная волна), то такие световые волны, называемые модами, распространяются на значительные расстояния.
Помимо разницы между показателями преломления сердцевины и оболочки важную роль играет профиль показателя преломления сердцевины, то есть зависимость величины показателя преломления от радиуса поперечного сечения оптоволокна. Если показатель преломления остается одинаковым во всех точках сечения сердцевины, такой профиль называется ступенчатым, если плавно уменьшается от центральной оси к оболочке, – градиентным. Встречаются и более сложные профили. Профиль показателя преломления оказывает большое влияние на характеристики оптического волокна как среды передачи информации.
Среди большого числа характеристик и параметров, описывающих оптическое волокно как среду передачи данных, отметим наиболее важные – затухание (потери) и дисперсию.
Затухание – это постепенное ослабление мощности оптического сигнала по мере распространения по оптоволокну, вызванное разными физическими процессами. Величина затухания имеет сложную зависимость от длины волны излучения и измеряется в дБ/км. Затухание служит одним из главных факторов, ограничивающих дальность передачи сигнала по оптическому волокну (без ретрансляции).
Дисперсия – это уширение оптического импульса, передаваемого по оптоволокну, во времени. При высокой частоте следования импульсов такое уширение на некотором расстоянии от передатчика приводит к перекрыванию соседних импульсов и ошибочному приему данных. Дисперсия ограничивает как дальность, так и скорость передачи информации.
Рассказав (или напомнив) читателю об этих базовых понятиях, перейдем к тому, ради чего все это излагалось, – к классификации оптических волокон. Существует огромное количество различных оптических волокон, поэтому сразу сделаем оговорку, что мы не будем касаться так называемых специальных волокон, используемых в научных исследованиях и разных специфических применениях, а также волокон, которые пока являются скорее технологиями будущего. Мы сосредоточимся на тех типах оптических волокон, которые уже сегодня широко используются в телекоммуникациях. А таких типа четыре.
Основными критериями, по которым проводится классификация, можно считать следующие два:
- Материал, из которого изготавливается сердцевина и оптическая оболочка. Оптоволокно может изготавливаться не только из кварцевого стекла, но и из других материалов, в частности из полимеров.
- Количество распространяющихся мод. В зависимости от геометрических размеров сердцевины и оболочки и величины показателя преломления в оптическом волокне может распространяться только одна или же большое количество пространственных мод. Поэтому все оптические волокна делят на два больших класса: одномодовые и многомодовые.
Таким образом, можно выделить четыре больших класса оптических волокон (ссылки ведут к соответствующим статьям на infiber.ru):
- Кварцевое многомодовое волокно.
- Кварцевое одномодовое волокно.
- Пластиковое, или полимерное, оптическое волокно (POF).
- Кварцевое волокно с полимерной оболочкой (HCS).
На рисунке ниже изображены поперечные сечения этих четырех типов волокон (соотношение размеров сохранено).
Поговорим подробнее о каждом из этих типов.
1. Кварцевое многомодовое волокно
Кварцевые волокна являются самым известным и распространенным типом оптических волокон. Поскольку многомодовые и одномодовые кварцевые волокна сильно отличаются по своим характеристикам и применению, удобнее рассмотреть их по отдельности.
Многомодовое кварцевое волокно имеет и сердцевину, и оптическую оболочку из кварцевого стекла. Как правило, такое оптоволокно имеет градиентный профиль показателя преломления. Это необходимо, чтобы снизить влияние межмодовой дисперсии. Как было показано выше, моды распространяются в оптическом волокне по разным траекториям, а значит, время распространения каждой моды также отличается. Это приводит к уширению передаваемого импульса. Градиентный профиль уменьшает разницу во времени распространения мод. За счет плавного изменения показателя преломления моды высшего порядка, которые попадают в волокно под бо́льшим углом и распространяются по более длинным траекториям, имеют и бо́льшую скорость, чем те, которые распространяются вблизи сердцевины. Полностью устранить влияние межмодовой дисперсии невозможно, поэтому многомодовое волокно уступает одномодовому по дальности и скорости передачи информации.
Рабочими для многомодового волокна обычно являются длины волн 850 и 1300 (1310) нм. Типичное затухание на этих длинах волн – 3,5 и 1,5 дБ/км соответственно.
Классификация. Кварцевое многомодовое волокно было первым типом волокна, которое стало широко применяться на практике. Распространение получили два стандартных размера многомодовых волокон (диаметр сердцевины/оболочки): 62,5/125 мкм и 50/125 мкм.
Общепринятая классификация многомодовых кварцевых волокон приводится в стандарте ISO/IEC 11801. Этот стандарт выделяет четыре класса многомодовых волокон (OM – Optical Multimode), отличающиеся шириной полосы пропускания (параметр, характеризующий межмодовую дисперсию и определяющий скорость передачи информации):
- OM1 – стандартное многомодовое волокно 62,5/125 мкм;
- OM2 – стандартное многомодовое волокно 50/125 мкм;
- OM3 – многомодовое волокно 50/125 мкм, оптимизированное для работы с лазером;
- OM4 – многомодовое волокно 50/125 мкм, оптимизированное для работы с лазером, с улучшенными характеристиками.
Фраза «оптимизированное для работы с лазером» напоминает о том, что изначальна для передачи сигнала по многомодовому волокну использовались светодиоды (LED). С появлением полупроводниковых лазеров стали разрабатываться волокна более совершенной структуры, названные оптимизированными для работы с лазерами.
Применение. Многомодовое волокно применяется в непротяженных линиях связи (обычно сотни метров), причем волокно 50/125 мкм (OM2, OM3, OM4) используется в основном в локальных сетях и дата-центрах, а волокно 62,5/125 мкм часто применяется в индустриальных сетях. В гигабитных приложениях рекомендуется применять волокна классов OM3 и OM4. Причина, по которой многомодовое волокно до сих пор не вытеснено одномодовым волокном, обладающим лучшими характеристиками, заключается в меньшей стоимости компонентов линии (активное оборудование, соединительные изделия). Цена снижается из-за большего диаметра сердцевины многомодового волокна, и, соответственно, меньших требований к точности изготовления и монтажа компонентов.
2. Кварцевое одномодовое волокно
В одномодовом волокне, как следует из названия, распространяется только одна (основная) мода излучения. Это достигается за счет очень маленького диаметра сердцевины (обычно 8-10 мкм). Диаметр оптической оболочки такой же, как и у многомодового волокна – 125 мкм. Отсутствие других мод положительно сказывается на характеристиках оптоволокна (нет межмодовой дисперсии), увеличивая дальность передачи без ретрансляции до сотен километров и скорость до десятков Гбит/с (приводим стандартные значения, а не те «рекордные», которые достигаются в исследовательских лабораториях). Затухание в одномодовом волокне также крайне низкое (менее 0,4 дБ/км).
Диапазон длин волн для одномодового волокна достаточно широк. Обычно передача осуществляется на длинах волн 1310 и 1550 нм. При использовании технологии спектрального уплотнения каналов используются и другие длины волн (об этом чуть ниже).
Классификация. Ассортимент кварцевых одномодовых волокон весьма разнообразен. Международный стандарт ISO/IEC 11801 и европейский EN 50173 по аналогии с многомодовым волокном выделяют два больших класса одномодовых волокон: OS1 и OS2 (OS – Optical Single-mode). Однако в связи с существующей путаницей, связанной с этим делением, не рекомендуем ориентироваться на эту классификацию. Гораздо более информативными являются рекомендации ITU-T G.652-657, выделяющие больше типов одномодовых волокон.
В таблице ниже представлена краткая характеристика этих волокон и их применение. Но прежде – пара комментариев. Межмодовая дисперсия, отсутствующая в одномодовом волокне, является не единственным механизмом уширения оптического импульса. В одномодовом волокне на первый план выходят другие механизмы, прежде всего, хроматическая дисперсия, связанная с тем, что ни один источник излучения (даже лазер) не испускает строго монохроматичное излучение. При этом существует длина волны, при которой коэффициент хроматической дисперсии равен нулю. В большинстве случае работа на этой длине волны оказывается предпочтительной, но не всегда.
Тип волокна | Описание | Применение |
---|---|---|
G.652. Одномодовое волокно с несмещенной дисперсией | Наиболее распространенный тип одномодового волокна с точкой нулевой дисперсии на длине волны 1300 нм. Различают 4 подкласса (A, B, C и D). Волокна G.652.C и G.652.D отличаются низким затуханием вблизи «водного пика» («водным пиком» называют область большого затухания в стандартном волокне около длины волны 1383 нм). | Стандартные области применения. |
G.653. Одномодовое волокно с нулевой смещенной дисперсией | Точка нулевой дисперсии смещена на длину волны 1550 нм. | Передача на длине волны 1550 нм. |
G.654. Одномодовое волокно со смещенной длиной волны отсечки | Длина отсечки (минимальная длина волны, при которой волокно распространяет одну моду) смещена в область длин волн около 1550 нм. | Передача на длине волны 1550 нм на очень большие расстояния. Магистральные подводные кабели. |
G.655. Одномодовое волокно с ненулевой смещенной дисперсией | Это волокно имеет небольшое, но не нулевое, значение дисперсии в диапазоне 1530-1565 нм (ненулевая дисперсия уменьшает нелинейные эффекты при одновременном распространении нескольких сигналов на разных длинах волн). | Линии передачи со спектральным уплотнением каналов (DWDM). |
G.656. Одномодовое волокно c ненулевой смещенной дисперсией для широкополосной передачи | Ненулевая дисперсия в диапазоне длин волн 1460-1625 нм. | Линии передачи со спектральным уплотнением каналов (CWDM/DWDM). |
G.657. Одномодовое волокно, не чувствительное к потерям на макроизгибе | Волокно с уменьшенным минимальным радиусом изгиба и с меньшими потерями на изгибе. Выделяют несколько подклассов. | Для прокладывания в ограниченном пространстве. |
Применение. Одномодовое кварцевое волокно, безусловно, является самым распространенным типом оптоволокна. С его помощью можно организовать передачу высокоскоростного сигнала на очень большие расстояния, а применение технологии спектрального уплотнения каналов (CWDM/DWDM) позволяет в разы увеличить пропускную способность линии связи. Одномодовое волокно часто применяется и на коротких дистанциях, например, в локальных сетях.
3. Пластиковое оптическое волокно (POF)
О кварцевом оптическом волокне знают практически все. Но помимо него существует еще два типа оптических волокон, заслуживающие внимания. Прежде всего, речь идет о пластиковом, или полимерном, оптическом волокне (POF – Plastic/Polymer Optical Fiber). Это многомодовое волокно большого диаметра со ступенчатым показателем преломления, сердцевина и оболочка которого изготовлены из полимерных материалов, прежде всего, из полиметилметакрилата (по-простому, оргстекла). Чаще всего можно встретить POF с соотношением диаметров сердцевины и оболочки 980/1000 мкм.
В сравнении с кварцевым волокном POF имеет очень большие потери (100-200 дБ/км). С другой стороны, минимум потерь находится в видимом диапазоне (520, 560 и 650 нм). Это, а также очень большой размер поперечного сечения, позволяет использовать в качестве источников излучения дешевые светодиоды. Большой диаметр также значительно упрощает процесс работы с пластиковым волокном. Процесс изготовления патч-корда (оптического шнура) требует меньших навыков и времени, а все необходимые приспособления имеют значительно меньшую стоимость. На рисунке ниже представлены пластиковые патч-корды с коннекторами семейства Versatile Link (VL) от компании Broadcom Limited (ранее Avago Technologies).
Таким образом, главные преимущества пластикового волокна – это низкая стоимость компонентов и простота работы с ним. При этом POF присущи все те особенности оптического волокна, которые дают ему преимущества перед другими видами связи. В их числе невосприимчивость к электромагнитному излучению и изолирующие свойства (защита от высоких напряжений), меньшие габариты и вес.
Классификация. Хотя выпускаемые пластиковые волокна отличаются по размеру, используемым полимерам, профилю показателя преломления и другим параметрам, подавляющую часть всех пластиковых волокон составляет POF 980/1000 мкм из полиметилметакрилата.
Применение. Область применения POF – короткие низкоскоростные линии связи (до 200 Мбит/с на несколько десятков метров). Преимущества POF проявляются в тех случаях, когда простота эксплуатации и низкая стоимость линии связи важнее, чем характеристики самой передачи. POF часто используется в промышленных линиях связи, автомобильной электронике, медицине и разного рода датчиках. Кроме того, пластиковое волокно может с успехов применяться и в различных специальных/корпоративных сетях передачи данных, например, для связи в пределах квартиры или офиса (к слову, эта область применения в России пока только начинает развиваться).
4. Кварцевое волокно с полимерной оболочкой (HCS)
И, наконец, последний тип оптического волокна, с которым мы бы хотели познакомить читателей, представляет собой нечто среднее (во всех отношениях) между кварцевым и пластиковым волокном. У этого типа волокна много названий, но мы привыкли называть его кварцевым волокном с полимерной (жесткой) оболочкой и обозначать HCS (Hard Clad Silica). Также распространена аббревиатура PCS (Polymer Clad Silica).
HCS-волокно – это многомодовое оптическое волокно большого диаметра с сердцевиной из кварцевого стекла и оболочкой из полимерного материала. Наибольшее распространение в телекоммуникациях получило HCS-волокно с диаметром сердцевины и оболочки 200/230 мкм и ступенчатым показателем преломления. В других областях, таких как медицина и научные исследования, могут использоваться HCS-волокна с бо́льшим диаметром сердцевины (300, 400, 500 мкм…).
По своим оптическим характеристикам HCS-волокно также занимает промежуточное положение между кварцевым оптоволокном и POF. Минимум затухания стандартного HCS-волокна приходится на длину волны 850 нм и составляет единицы-десятки дБ/км. Для работы с HCS-волокном часто можно использовать те же активные компоненты, что и для POF (с длиной волны 650 нм) или для многомодового кварцевого волокна (светодиоды с длиной волны 850 нм).
Достаточно большой размер HCS-волокна, как и в случае POF, упрощает и удешевляет процесс работы с ним.
Классификация. Как уже упоминалось, в телекоммуникациях в основном используется HCS-волокно 200/230 мкм.
Применение. В целом, области применения HCS схожи с областями применения POF, с той лишь только разницей, что расстояние передачи при использовании HCS-волокна увеличивается до нескольких километров (благодаря меньшему затуханию).
Подведем итоги. Как видим, зачастую выбор оптического волокна для создания линии связи не ограничивается выбором одномод VS многомод. Ассортимент оптических волокон достаточно разнообразен, и в зависимости от ситуации наилучшим решением может оказаться использование того или иного типа волокна из тех, что были описаны в данной статье.
Напоследок благодарим всех читателей за внимание. Надеемся, что статья оказалась не только познавательной, но и полезной (или окажется таковой в будущем). С нетерпением ждем комментариев и вопросов.
Оптика и ее виды
Оптика – (от греч. optike – наука о зрительных восприятиях) – раздел физики, в котором изучаются оптическое излучение (свет), его распространение и явления, наблюдаемые при взаимодействии света и вещества.
Используя представление о световых лучах как о линиях, вдоль которых распространяется энергия света, на основе электромагнитной теории света (уравнений Максвелла) удается получить простые правила поведения лучей, справедливые в предельном случае исчезающей малой длины волны.
Оптическое излучение представляет собой электромагнитные волны, и поэтому оптика – часть общего учения об электромагнитном поле.
Оптический диапазон длин волн l ограничен, с одной стороны, рентгеновскими лучами, а с другой – микроволновым диапазоном радиоизлучения. Такое ограничение условно и в значительной степени определяется общностью технических средств и методов исследования явлений в указанном диапазоне.
По традиции оптику принято подразделять на геометрическую, физическую и физиологическую.
Геометрическая оптика, не рассматривая вопрос о природе света, исходит из эмпирических законов его распространения и использует представление о световых лучах, отражающихся и преломляющихся на границах сред с разными оптическими свойствами и прямолинейных в оптически однородной среде.
Наибольшее значение геометрическая оптика имеет для расчета и конструирования оптических приборов – от очковых линз до сложных объективов и огромных астрономических инструментов.
Физическая оптика рассматривает проблемы, связанные с процессами испускания света, природой света и световых явлений.
Простейшие оптические явления, например возникновение теней и получение изображений в оптических приборах, могут быть поняты в рамках геометрической оптики. Для понимания более сложных явлений нужна физическая оптика. Физическая оптика позволяет установить границы применимости законов геометрической оптики. Без знания этих границ формальное применение законов геометрической оптики может привести к результатам, противоречащим опыту.
Физиологическая оптика изучает строение и функционирование всего аппарата зрения – от глаза до коры мозга; разрабатывается теория зрения, восприятия света и цвета.
Результаты физиологической оптики используются в медицине, физиологии, технике при разработке разнообразных устройств – от осветительных приборов и очков до цветного кино и телевидения.
ОПТИКА • Большая российская энциклопедия
О́ПТИКА (от греч. ὀπτιϰή – наука о зрительных восприятиях), раздел физики, в котором изучаются оптич. излучение (свет в широком понимании), его распространение и явления, наблюдаемые при взаимодействии света с веществом. Оптич. излучение представляет собой электромагнитные волны видимого, ультрафиолетового и инфракрасного диапазонов. Оптич. исследования характеризуются общностью технич. средств и методов анализа явлений в указанных диапазонах. Для таких средств и методов характерно использование как волновых, так и корпускулярных свойств излучения. По традиции О. принято подразделять на геометрическую, физическую и физиологическую.
Геометрическая оптика
Не рассматривая вопрос о природе света, геометрич. О. исходит из эмпирич. законов его распространения и использует представление о световых лучах, преломляющихся и отражающихся на границах сред с разл. оптич. свойствами и прямолинейных в оптически однородной среде. Методы геометрич. О. позволяют изучать условия формирования оптич. изображений объекта как совокупности изображений его отд. точек и объяснять мн. явления, связанные с прохождением оптич. излучения в разл. средах, в т. ч. неоднородных (напр., искривление лучей в земной атмосфере вследствие непостоянства её показателя преломления, образование миражей, радуг). Наибольшее значение геометрич. О. (с частичным привлечением волновой О., см. ниже) имеет для расчёта и конструирования оптич. приборов – от очковых линз до сложных объективов и крупных астрономич. инструментов. Благодаря развитию вычислит. математики и применению совр. вычислит. техники такие расчёты достигли высокого совершенства, сформировалось отд. направление, получившее назв. вычислительной оптики.
По существу отдалена от физич. природы света и фотометрия, посвящённая гл. обр. измерению световых величин. Фотометрия представляет собой методич. основу исследования процессов испускания, распространения и поглощения излучения по результатам его действия на приёмники излучения. Ряд задач фотометрии решается с учётом закономерностей восприятия человеческим глазом света и его отд. цветовых составляющих. Изучением самих этих закономерностей занимается физиологич. О., смыкающаяся с биофизикой и психологией и исследующая механизмы зрения.
Физическая оптика
Рассматривает проблемы, связанные с процессами испускания света, природой света и световых явлений. Утверждение, что свет есть поперечные электромагнитные волны, явилось результатом огромного числа эксперим. исследований дифракции света, интерференции света, поляризации света, распространения света в анизотропных средах (см. Кристаллооптика, Оптическая анизотропия). Совокупность явлений, в которых проявляется волновая природа света, изучается в крупном разделе физич. О. – волновой оптике. Её математич. основанием служат общие уравнения классич. электродинамики – Максвелла уравнения. Свойства среды при этом характеризуются макроскопич. материальными константами – значениями диэлектрич. проницаемости $\varepsilon$ и магнитной проницаемости $\mu$, входящими в уравнения Максвелла в виде коэффициентов. Эти значения однозначно определяют показатель преломления среды: $n=\sqrt{\varepsilon \mu}$.
Феноменологич. волновая О., не рассматривая вопрос о связи величин $\varepsilon$ и $\mu$ (определяемых экспериментально) со структурой вещества, позволяет объяснить все эмпирич. законы геометрич. О. и установить границы её применимости. В отличие от геометрической, волновая О. даёт возможность рассматривать процессы распространения света не только при размерах, формирующих (или рассеивающих) световые пучки систем, значительно бóльших длины волны излучения, но и при любом соотношении между ними. Во многих случаях решение конкретных задач методами волновой О. оказывается чрезвычайно сложным. Поэтому получила развитие квазиоптика, в которой процессы распространения, преломления и отражения волновых пучков с сечением, бóльшим длины волны, описываются геометрически, но с учётом дифракционных вкладов и тем самым волновой природы излучения. Геометрический и волновой подходы формально также объединяются в геометрич. теории дифракции, в которой дополнительно к падающим, отражённым и преломлённым лучам постулируется существование дифрагированных лучей.
Огромную роль в развитии волновой О. сыграло установление связи величин $\varepsilon$ и $\mu$ с молекулярной и кристаллич. структурой вещества. Она позволила выйти далеко за рамки феноменологич. описания оптич. явлений и объяснить все процессы, сопровождающие распространение света в рассеивающих и анизотропных средах и вблизи границ разделов сред с разными оптич. характеристиками, а также зависимость оптич. свойств сред от длины волны (дисперсию), влияние на световые явления в средах темп-ры, давления, звука, электрических и магнитных полей и др.
Важным для развития оптич. представлений стало открытие метаматериалов – структур с отрицательным показателем преломления, теоретически исследованных в 1967 В. Г. Веселаго. На их основе могут быть созданы устройства с уникальными характеристиками, принципиально отличающимися от характеристик оптич. систем с обычными оптич. элементами.
В волновой О. параметры среды часто считаются не зависящими ни от интенсивности света, ни от времени; соответственно, оптич. процессы описываются линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами. Однако во многих случаях, особенно при больших интенсивностях световых потоков, это предположение несправедливо: показатель преломления зависит от напряжённости электрич. поля световой волны (нелинейная поляризуемость вещества). Это приводит к совершенно новым явлениям и закономерностям, таким как изменение угла преломления светового пучка на границе двух сред при изменении его интенсивности, сжатие и расширение световых пучков (самофокусировка света и его самодефокусировка), изменение спектрального состава света, проходящего через нелинейную среду (генерация оптич. гармоник), взаимодействие световых пучков в результате модуляции светом величины $\varepsilon$ и появление в излучении комбинационных частот (параметрич. явления, см. Параметрический генератор света), самоорганизация световых структур в системах с обратной связью и др. Эти явления рассматриваются в нелинейной оптике, получившей большое практич. значение в связи с созданием лазеров.
Особенно высокие значения напряжённости электрич. поля можно получить при фокусировке излучения лазеров, генерирующих импульсы фемтосекундной длительности. Создание импульсных лазерных систем фемтосекундного диапазона, способных генерировать мощности более 1 тераватта (1ТВт = 1012Вт), и проектирование установок петаваттного диапазона (1ПВт = 1015Вт) открывают новые, ранее недоступные возможности для исследования взаимодействия излучения с веществом. Прохождение через вещество сверхмощных импульсов приводит к новым режимам взаимодействия. Часто речь идёт о взаимодействии с плазмой, поскольку напряжённость электрич. поля световой волны превосходит ту, что удерживает электроны в атоме. Результатом этого взаимодействия могут быть мощные вспышки вторичного излучения в рентгеновском диапазоне спектра.
Хорошо описывая распространение света в материальных средах, волновая О. не смогла удовлетворительно объяснить процессы его испускания и поглощения. Исследование этих процессов (фотоэффект, фотохимич. превращения молекул, закономерности оптич. спектров и др.) и общие термодинамич. соображения о взаимодействии электромагнитного поля с веществом привели к выводу, что элементарная система (атом, молекула) может испускать или поглощать энергию электромагнитного поля лишь дискретными порциями (квантами), пропорциональными частоте излучения $\nu$ (см. Излучение). Поэтому световому электромагнитному полю сопоставляется поток квантов света – фотонов, распространяющихся в вакууме со скоростью света. В простейшем случае энергия, теряемая или приобретаемая изолированной квантовой системой при взаимодействии с оптич. излучением, равна энергии фотона $h \nu$ ($h$ – постоянная Планка), а в более сложном – сумме или разности энергий нескольких фотонов (см. Многофотонные процессы). Эффекты, в которых при взаимодействии света и вещества проявляются квантовые свойства элементарных систем, рассматриваются в квантовой оптике методами, развитыми в квантовой механике и квантовой электродинамике. Важными объектами, изучаемыми в квантовой О., являются сжатые состояния света и др. неклассич. макроскопич. состояния светового поля.
Двойственность природы света – наличие у него одновременно характерных черт, присущих и волнам, и частицам, – является частным случаем корпускулярно-волнового дуализма. Эта концепция была впервые сформулирована именно для оптич. излучения; она утвердилась как универсальная для всех частиц микромира после обнаружения волновых свойств у материальных частиц (см. Дифракция частиц) и лишь затем была экспериментально подтверждена для радиоизлучения. Открытие квантовых явлений в радиодиапазоне во многом стёрло резкую границу между радиофизикой и О. Сначала в радиофизике, а затем в физич. О. сформировалось новое направление, связанное с генерацией вынужденного излучения и созданием квантовых усилителей и квантовых генераторов излучения (мазеров и лазеров). В отличие от неупорядоченного светового поля обычных (тепловых и люминесцентных) источников, излучение лазеров обладает большой временнóй и пространственной упорядоченностью (когерентностью), высокой монохроматичностью ($\Delta \nu/\nu$ достигает 10–14, см. Монохроматическое излучение), предельно малой, почти дифракционной расходимостью пучка и при фокусировке позволяет получать недостижимые ни для каких др. источников излучения напряжённости электрич. поля, превышающие внутриатомные. Появление лазеров стимулировало пересмотр и развитие традиционных и возникновение новых направлений физич. О. Оказалось возможным практически реализовать идеи голографии, большую роль стали играть исследования статистики излучения (статистическая оптика), сформировалась как самостоят. раздел нелинейная О., получили развитие методы создания узконаправленных когерентных пучков света и управления ими (когерентная О.), в т. ч. методы и средства автоматич. управления оптич. системами, позволяющие компенсировать искажения световых пучков, проходящих через неоднородные среды (адаптивная оптика). Большой интерес представляет обнаруженное и технически реализованное в разл. вариантах явление обращения волнового фронта. Особую важность приобрело изучение круга явлений, связанных с воздействием интенсивных световых потоков на вещество, и начала быстро развиваться лазерная технология. Развитие лазерной техники привело к новому подходу при создании оптич. элементов и систем, и в частности потребовало разработки новых оптич. материалов, пропускающих без их повреждений интенсивные световые потоки (силовая О.).
Успехи в решении обратных оптич. задач позволили разработать плоские дифракционные элементы – фазовые пластинки, позволяющие в соответствии с задаваемым алгоритмом преобразовывать амплитудно-фазовый профиль световых пучков.
Развитие нанотехнологий стало мощным стимулом формирования нанофотоники – раздела О., в рамках которого рассматриваются оптич. явления в нанометровой шкале. Осн. задачей нанофотоники является распространение оптич. технологий на масштабы длин, находящихся за дифракционным пределом (ок. 200 нм). Преодолеть дифракционный предел позволяет оптич. микроскопия ближнего поля, основанная на детектировании рассеяния света от изучаемого объекта на расстояниях, меньших длины волны света.
Физиологическая оптика
Изучает строение и функционирование всего аппарата зрения – от глаза до коры мозга; разрабатывает теорию зрения, восприятия света и цвета. Результаты физиологич. О. используются в медицине, физиологии, технике при разработке разнообразных устройств – от осветит. приборов и очков до цветного кино и телевидения. Подробнее см. в статьях Физиологическая оптика, Зрение, Колориметрия.
Практическое применение
Все разделы О. имеют разнообразное практич. применение. Задачи рационального освещения улиц, помещений, рабочих мест на производстве, зрелищ, историч. и архит. памятников и др. решаются светотехникой на основе геометрич. О. и фотометрии с учётом законов физиологич. О.; при этом используются достижения физич. О. (напр., для создания люминесцентных источников света) и оптич. технологии (изготовление зеркал, светофильтров, экранов и т. д.). О. решает задачи получения в разл. спектральных областях изображений, соответствующих оригиналам как по геометрич. форме, так и по распределению яркости. Геометрич. О. с привлечением физич. О. даёт ответ на вопрос, как следует построить оптическую систему, чтобы каждая точка объекта изображалась также в виде точки при сохранении геометрич. подобия изображения объекту. Она указывает на источники искажений изображения и их уровень в реальных оптич. системах (см. Аберрации оптических систем).
Возможности получения оптич. образов без применения фокусирующих систем рассматривает голография, в основу которой положена идея об однозначной связи формы тела с пространственным распределением амплитуд и фаз распространяющихся от него (рассеянных им) световых волн. Для регистрации распределения амплитуд и фаз поля в голографии используется монохроматич. излучение. Поэтому бурное развитие голографии связано с открывшимися в результате разработки лазеров возможностями получать интенсивные когерентные оптич. поля, а также с её широким практич. применением (изучение плазмы, исследование деформации тел, распознавание образов, оптическая обработка информации и др.). Оптич. явления и методы, разработанные в О., используются для аналитич. целей и контроля в самых разл. областях науки и техники.
Особое место в кругу науч. и практич. задач, решаемых средствами когерентной О., занимают метрологич. задачи. Использование средств интерферометрии, голографии, доплеровской анемометрии позволяет производить высокоточные измерения большого числа размерных и динамич. параметров разл. объектов. Структурные параметры, такие как толщина плёнок, высота микрорельефа, размеры неоднородностей, величина деформации, и динамич. характеристики исследуемых объектов, связанные со смещением, ускорением, уверенно определяются с точностью до сотых долей длины волны используемого оптич. излучения. Средства измерения, основанные на эффектах когерентности оптич. волн, незаменимы в качестве инструментов производств. контроля и составляют основу мн. эталонных поверочных средств благодаря относительной простоте реализации, устойчивости, высокой точности и высокой чувствительности. Совершенствование методов оптич. измерений связано также с учётом фрактальных свойств объектов и взаимодействующего с ними излучения.
Уникальной чувствительностью обладают измерит. устройства, использующие интерференцию света. Интерферометры широко применяют для измерений длин волн и изучения структуры спектральных линий, определения показателей преломления прозрачных сред, абсолютных и относит. измерений длин, измерений угловых размеров звёзд и др. космич. объектов.
Особенно большое значение имеют методы спектрального анализа и люминесцентного анализа, основанные на связи спектров испускания, поглощения и рассеяния со структурой атомов и молекул и с внутри- и межмолекулярными взаимодействиями. По виду спектров и их изменению со временем или под действием на вещество внешних факторов можно установить атомный и молекулярный состав, агрегатное состояние и внутр. структуру вещества, проследить за кинетикой и деталями протекающих в нём физич. и химич. процессов. Совр. развитие оптической спектроскопии тесно связано с использованием лазеров, которые не только расширили возможности её классич. разделов, но и привели к развитию нового направления – линейной и нелинейной лазерной спектроскопии. Достижения в области генерации сверхкоротких (пико- и фемтосекундных) световых импульсов определили прогресс спектроскопии пикосекундных импульсов, позволяющей исследовать кинетику быстропротекающих внутри- и межмолекулярных процессов, в частности в биологич. объектах (см. Фемто- и пикосекундная спектроскопия).
Значительно расширить возможности спектроскопии позволяет использование источников синхротронного излучения, обладающего значит. интенсивностью и непрерывным спектром в ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра.
Большое практич. значение имеет дистанционное зондирование атмосферы с помощью лазерных устройств (лидаров) и определение присутствия в ней малых примесей разл. веществ.
Явление поляризации света лежит в основе ряда методов исследования структуры вещества с помощью многочисл. поляризационных приборов. По изменению степени поляризации (деполяризации) света при рассеянии и люминесценции можно судить о тепловых и структурных флуктуациях в веществе, флуктуациях концентрации растворов, о внутри- и межмолекулярной передаче энергии, структуре и расположении излучающих центров и т. д. Широко применяется поляризационно-оптич. метод исследования напряжений, возникающих в твёрдых телах (напр., при механич. нагрузках), по изменению поляризации прошедшего через тело света, а также метод исследования свойств поверхности тел по изменению поляризации при отражении света (эллипсометрия). В кристаллооптике поляризационные методы используются для изучения структуры кристаллов, в химич. пром-сти – как контрольные методы при произ-ве оптически активных веществ, в оптич. приборостроении – для повышения точности отсчётов приборов (напр., фотометров).
Широкое распространение получили дифракционные решётки как диспергирующие элементы в спектральных приборах (монохроматорах, спектрографах, спектрофотометрах и др.) и как элементы резонаторов в лазерах с перестройкой частоты излучения. Они используются также в качестве ответвителей монохроматич. (лазерного) излучения, велика их роль в интегральных оптич. устройствах. Дифракция света на ультразвуке в прозрачных средах позволяет определить упругие константы вещества, а также создать акустооптич. модуляторы света (см. также Акустооптика), применяемые в светодальномерах, оптич. локаторах и системах оптич. связи.
Оптич. методы, основанные на анализе рассеяния света, послужили одной из существенных основ становления молекулярной физики и её приложений. Так, нефелометрия даёт возможность получать данные о межмолекулярном взаимодействии в растворах, определять размеры и молекулярную массу макромолекул полимеров, а также частиц в коллоидных системах, взвесях и золях. Ценные сведения о структуре уровней энергии молекул, их взаимодействии и строении вещества даёт изучение комбинационного рассеяния света и Мандельштама – Бриллюэна рассеяния. Использование лазеров резко увеличило информативность спектроскопии рассеяния, привело к открытию вынужденного рассеяния света и к развитию нового направления – активной лазерной спектроскопии, основанной на воздействии лазерного излучения на распределение рассеивающих частиц (молекул) по энергетич. состояниям.
Чрезвычайно широко применяются фотоэлектронные приборы, основанные на квантовых оптич. явлениях, – фотоэлементы и фотоэлектронные умножители, фотодиоды, фотосопротивления, электронно-оптич. преобразователи, передающие телевизионные трубки и др. Фотоэлементы используются не только для регистрации излучения, но и как устройства, преобразующие лучистую энергию Солнца в электрич. энергию (солнечные батареи). Фотохимич. действие света лежит в основе фотографии и изучается в спец. области, пограничной между химией и О., – фотохимии. Изменение оптич. свойств веществ под действием света (фотохромизм) используется при разработках новых систем оптической записи и хранения информации для нужд вычислит. техники и создания защитных светофильтров, автоматически увеличивающих поглощение света при возрастании его интенсивности. Получение мощных потоков монохроматич. лазерного излучения с разными длинами волн открыло путь к разработке методов лазерного разделения изотопов и стимулирования направленного протекания химич. реакций, позволило найти новые, нетрадиционные применения О. в биофизике (воздействие лазерных световых потоков на биологич. объекты на молекулярном уровне) и медицине. В технике использование лазеров привело к появлению оптич. методов обработки материалов (см., напр., Лазерный отжиг). Благодаря возможности с помощью лазеров за короткое время концентрировать на площадках с линейными размерами ок. 10 мкм большие мощности излучения интенсивно развивается оптич. метод получения высокотемпературной плотной плазмы с целью осуществления управляемого термоядерного синтеза (см. Лазерный термоядерный синтез).
Успехи О. стимулировали развитие оптоэлектроники, которая изучает эффекты взаимного преобразования оптич. излучения и электрич. сигналов в твёрдом теле. В оптоэлектронике условно выделяют фотонику и оптронику. В фотонике исследуются методы создания устройств, предназначенных для хранения, передачи, обработки и отображения информации, передаваемой в виде оптич. сигналов. Одна из осн. задач фотоники – разработка способов управления светом при помощи света. Целью оптроники является развитие методов создания оптронных схем – электронных устройств с внутр. оптич. связями (см. Оптрон). Технич. основа оптоэлектроники – интегральная оптика, широко использующая волноводные системы и многофункциональные миниатюрные модули с линейным и нелинейным преобразованиями оптич. излучения. Элементная база устройств интегральной О. часто включает микролазеры, в которых в качестве излучающих центров используются гетероструктуры с пониженной размерностью (квантовые ямы, квантовые проволоки и квантовые точки). Ведутся разработки оптического компьютера.
С появлением лазеров дальнейшее развитие получили оптич. дальнометрия (см. Светодальномер), оптическая локация и оптическая связь. Оптич. дальномеры применяются в геодезич. практике, при строит. работах и др. Методами оптич. локации было уточнено расстояние до Луны, ведётся слежение за ИСЗ; по линиям лазерной оптич. связи ведутся телефонные переговоры и передаются изображения. Создание волоконных световодов с малым затуханием (см. Волоконная оптика) повлекло за собой практич. разработки систем кабельной оптич. связи, имеющей ряд преимуществ по сравнению с электрич. проводной связью. Наблюдаемые в волоконных световодах нелинейные эффекты, такие как параметрич. усиление света, вынужденное рассеяние света (комбинационное и Мандельштама – Бриллюэна), успешно используются в создании и разработке волоконных лазеров, усилителей и преобразователей параметров излучения. При определённых условиях нелинейные эффекты могут быть использованы для увеличения скорости и дальности передачи информации. Особо следует упомянуть передачу информации оптич. солитонами – лазерными импульсами, которые за счёт нелинейных и дисперсионных эффектов распространяются по световоду без изменения формы.
Исторический очерк
Ещё в Древней Греции были открыты законы прямолинейного распространения и отражения света (Аристотель, Платон, Евклид). В средние века стали известны эмпирич. правила построения изображений, даваемых линзами; ок. 1590 З. Янсен построил первый двухлинзовый микроскоп; в 1609 Г. Галилей изобрёл телескоп. Точные законы преломления света экспериментально установлены ок. 1620 В. Снеллиусом и в 1637 Р. Декартом. Последующей формулировкой Ферма принципа (1660) был завершён фундамент построения геометрич. оптики.
Дальнейшее развитие О. связано с открытиями дифракции и интерференции света (Ф. М. Гримальди, опубл. в 1665), двойного лучепреломления (Э. Бартолин, 1669) и с работами И. Ньютона, P. Гука и X. Гюйгенса. Ньютон обратил внимание на периодичность световых явлений и допустил возможность их волновой интерпретации, но отдал предпочтение корпускулярной концепции света, считая его потоком частиц, действующих на эфир. Движением световых частиц через эфир переменной плотности и их взаимодействием с материальными телами, по Ньютону, обусловлены преломление и отражение света, цвета тонких плёнок, дифракция света и его дисперсия. Ньютон осознал поляризацию как «изначальное» свойство света, объясняемое определённой ориентацией световых частиц по отношению к образуемому ими лучу. Гюйгенс полагал, что световое возбуждение есть импульсы упругих колебаний эфира, распространяющиеся с большой, но конечной скоростью. Первое эксперим. определение скорости света произвёл в 1675 О. Рёмер. Наибольшим вкладом Гюйгенса в О. является формулировка Гюйгенса – Френеля принципа, а также объяснение двойного лучепреломления. Однако Гюйгенс не разработал последовательную волновую теорию света, которая выдержала бы противопоставление воззрениям Ньютона.
Окончательное утверждение волновой О. связано с работами Т. Юнга и О. Френеля. В 1801 Юнг сформулировал принцип интерференции, позволивший ему объяснить цвета тонких плёнок (см. Полосы равной толщины). Опираясь на этот принцип, Френель по-новому истолковал принцип Гюйгенса, дал удовлетворительное волновое объяснение прямолинейности распространения света и объяснил многочисл. дифракционные явления. В опытах Френеля и Д. Ф. Араго было установлено, что волны, поляризованные перпендикулярно друг другу, не интерферируют; это дало основание высказать идею о поперечности световых колебаний, исходя из которой Френель построил теорию кристаллооптич. явлений. Т. о., все известные к тому времени оптич. явления получили волновую интерпретацию. Детальная разработка представлений о свете как о поперечных упругих колебаниях эфира приводила к необходимости искусств. теоретич. построений (так, эфир наделялся свойствами твёрдого состояния и в то же время допускалось, что в нём могут свободно перемещаться тела). Эти трудности были разрешены при последоват. развитии учения Дж. К. Максвелла об электромагнитном поле. Основываясь на открытии М. Фарадея, Максвелл пришёл к выводу, что свет – это электромагнитные, а не упругие волны.
Первым указанием на непосредственную связь электромагнетизма с О. было открытие М. Фарадеем (1845) вращения плоскости поляризации света в магнитном поле (Фарадея эффект). Далее было установлено, что отношение электромагнитных и электростатич. единиц силы тока по абсолютной величине и размерности совпадает со скоростью света $c$ (В. Э. Вебер, Ф. Кольрауш, 1856). Дж. К. Максвелл теоретически показал, а Г. Р. Герц в 1888 подтвердил экспериментально, что изменения электромагнитного поля распространяются в вакууме именно с этой скоростью. В прозрачной среде скорость света $v=c/n=c/\sqrt{\varepsilon \mu}$, т. е. определяется диэлектрической $\varepsilon$ и магнитной $\mu$ проницаемостями среды. Открытие в 1862 франц. физиком Ф. Леру аномальной дисперсии света, связанной с поглощением света, привело к представлению о веществе как о совокупности осцилляторов, с которыми взаимодействует свет (нем. физик В. Зельмейер, 1872). В 1890-х гг. П. Друде, Г. Гельмгольц и X. Лоренц при разработке электронной теории строения вещества объединили идею об осцилляторах и электромагнитную теорию света. Представление об электронах как об осцилляторах, которые входят в состав атомов и молекул и способны совершать в них колебания, позволило описать мн. оптич. явления, в т. ч. нормальную и аномальную дисперсии света. Подтверждением представлений о том, что излучение и поглощение света определяются поведением электронов в атомах, явилось открытие в 1896 П. Зееманом и истолкование в 1897 Лоренцем действия магнитного поля на частоты излучения и поглощения атомов (Зеемана эффект). В полном согласии с теорией Максвелла оказалась и величина давления света, измеренная П. Н. Лебедевым в 1899. Электромагнитная теория света стала отправным пунктом и при создании относительности теории. Плодотворность классич. электродинамич. теории света Максвелла – Лоренца неоднократно подтверждалась и в дальнейшем, напр. при истолковании И. Е. Таммом и И. М. Франком (1937) Вавилова – Черенкова излучения, в выдвижении Д. Габором (1947) идеи голографии (с записью волнового поля в одной плоскости), в разработке оригинального направления трёхмерной голографии, начало которому положили работы Ю. Н. Денисюка (1962).
Электродинамич. теория, однако, оказалась недостаточной для описания процессов поглощения и испускания света. М. Планк, анализируя спектры излучения абсолютно чёрного тела, пришёл к заключению (1900), что элементарная колебательная система (атом, молекула) отдаёт волновую энергию электромагнитному полю или получает её от него не непрерывно, а порциями, пропорциональными частоте колебаний, – квантами. Работы Планка и А. Эйнштейна (1905), который приписал квантам кроме энергии также импульс и массу, вернули О. мн. черты корпускулярных представлений. Интенсивность электромагнитного поля в квантовой О. определяет вероятность обнаружения фотона, а структура поля отражает квантовую структуру ансамбля элементарных излучателей (атомов, молекул) и распределение актов излучения во времени. Т. о., при сохранении физич. смысла поля фотоны, возникающие при актах испускания света и существующие только при движении со скоростью света, приобрели черты материальных частиц. Представление о свете как о потоке фотонов позволило Эйнштейну объяснить осн. законы фотоэффекта, впервые исследованные А. Г. Столетовым в 1888–90, дало наглядное истолкование существованию коротковолновой границы в тормозном излучении электронов, Комптона эффекту, открытому в 1922, стоксову сдвигу частоты излучения фотолюминесценции, комбинационному рассеянию света (открытому в 1928 Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергом и независимо Ч. В. Раманом и инд. физиком К. С. Кришнаном) и др. явлениям взаимодействия света с веществом.
В совр. О. квантовые представления не противопоставляются волновым, а сочетаются на основе квантовой механики и квантовой электродинамики. Квантовая теория позволила дать интерпретацию спектрам атомов, молекул и ионов, объяснить воздействие электрич., магнитных и акустич. полей на спектры, установить зависимость характера спектра от условий возбуждения и т. д. Примером обратного влияния О. на развитие квантовой теории может служить открытие собств. механич. момента (спина) и связанного с ним собств. магнитного момента у электрона и др. частиц, повлёкшее за собой установление Паули принципа (1925) и истолкование сверхтонкой структуры спектров (В. Паули, 1928).
Наиболее важное открытие О. 20 в. – разработка методов генерации вынужденного излучения атомов и молекул. Впервые понятие вынужденного излучения ввёл А. Эйнштейн в 1916. В 1940 рос. физик В. А. Фабрикант указал на возможность его использования для наблюдения отрицательного поглощения (усиления) излучения. Вынужденно испущенный фотон дублирует фотон, вызвавший переход, и если имеется активная среда с инверсией населённостей, этот процесс может многократно повторяться – происходит усиление начального светового потока. Добавление к такому квантовому усилителю оптич. обратной связи превращает его в оптич. квантовый генератор (лазер). Первые квантовые генераторы (в сантиметровом диапазоне длин волн – мазеры) были созданы Ч. Х. Таунсом (США) и независимо А. М. Прохоровым и Н. Г. Басовым в 1954–55. В дальнейшем с использованием разл. методов получения инверсной населённости были построены лазеры на твёрдых, жидких, газообразных и плазменных средах. Приоритетные результаты в области создания лазеров на гетероструктурах были получены Ж. И. Алфёровым. Большой вклад в развитие нелинейной О. внесли Р. В. Хохлов и С. А. Ахманов.
Что такое оптоволоконная технология и как она работает?
06 окт. Что такое оптоволоконная технология и как она работает?
Хотя многие из нас слышали термин «волоконная оптика» или «оптоволоконная технология» для описания типа кабеля или технологии, использующей свет, немногие из нас действительно понимают, что это такое. Здесь мы описываем основы технологии оптического волокна, ее назначение, особенности, преимущества и где мы ее используем сегодня.
Узнайте больше о кабельных сборках NAI Group для волоконной оптики
Что такое оптоволоконная технология?
Волоконно-оптические волокна или оптические волокна представляют собой длинные тонкие пряди тщательно вытянутого стекла диаметром с человеческий волос.Эти жилы скомпонованы в жгуты, называемые оптическими кабелями. Мы полагаемся на них для передачи световых сигналов на большие расстояния.
В передающем источнике световые сигналы кодируются данными… теми же данными, которые вы видите на экране компьютера. Таким образом, оптическое волокно передает «данные» светом на приемный конец, где световой сигнал декодируется как данные. Следовательно, волоконная оптика на самом деле является средой передачи — «трубой» для передачи сигналов на большие расстояния с очень высокой скоростью.
Волоконно-оптические кабели были первоначально разработаны в 1950-х годах для эндоскопов.Цель заключалась в том, чтобы помочь врачам осмотреть пациента изнутри без серьезного хирургического вмешательства. В 1960-х инженеры-телефонисты нашли способ использовать ту же технологию для передачи и приема телефонных звонков со «скоростью света». Это примерно 186 000 миль в секунду в вакууме, но в кабеле скорость снижается примерно до двух третей от этой скорости.
Как работает волоконная оптика?
Свет распространяется по оптоволоконному кабелю, многократно отражаясь от стенок кабеля. Каждая легкая частица (фотон) отражается по трубе, продолжая внутреннее зеркальное отражение.
Луч света проходит по жиле кабеля. Жила — это середина кабеля и стеклянной конструкции. Оболочка — это еще один слой стекла, обернутый вокруг сердечника. Оболочка предназначена для удержания световых сигналов внутри сердечника.
Типы оптоволоконных кабелей
Различные типы оптоволоконных кабелей
Существует много типов оптоволоконных кабелей, которые для выполнения своей функции часто заканчиваются в сборках оптоволоконных кабелей.
Одно- и многомодовое оптоволокно
Волоконно-оптические кабели передают световые сигналы в режимах. Режим — это путь, по которому световой луч следует по оптоволокну. Есть одномодовые и многомодовые оптоволоконные кабели.
Одномодовое волокно — это простейшая структура. Он содержит очень тонкую сердцевину, и все сигналы проходят прямо посередине, не отражаясь от краев. Одномодовые оптоволоконные кабели обычно используются для кабельного телевидения, Интернета и телефонной связи, где сигналы передаются по одномодовым волокнам, свернутым в жгут.
Многомодовые оптоволоконные кабели используются в качестве патч-кордов или «перемычек» для соединения оборудования передачи данных
Многомодовое волокно — это другой тип оптоволоконного кабеля. Он примерно в 10 раз больше, чем одномодовый кабель. Световые лучи могут проходить через ядро, следуя множеством разных путей или в нескольких разных режимах. Эти типы кабелей могут передавать данные только на короткие расстояния. Поэтому они используются, среди прочего, для соединения компьютерных сетей.
Существует четыре типа многомодовых оптоволоконных кабелей, обозначенных буквой «OM» (оптический многомодовый). Промышленная ассоциация обозначила их как OM1, OM2, OM3 и OM4. Они описаны в ISO / IEC 11801. Стандарт OM4 был одобрен TIA / EIA 492AAAD. Каждый OM имеет минимальные требования к модальной полосе пропускания.
Пленум
Кроме того, оптоволоконные кабели могут быть изготовлены в соответствии с требованиями отраслевых стандартов для установки в вентиляционных камерах. Они используются внутри зданий со специальными материалами и составами для обшивки.Эти кабели, получившие название «напорные кабели», соответствуют требованиям к пламени и токсичности в случае пожара.
Одностороннее и дуплексное оптоволокно
Конструкции волоконно-оптических кабелей Simplex содержат одну жилу из стекла. Чаще всего симплексное волокно используется там, где требуется только одна линия передачи и / или приема между устройствами или когда используется мультиплексный сигнал данных (двунаправленная связь по одному волокну).
Дуплексный оптоволоконный кабель состоит из двух жил из стекла или пластика
Волоконно-оптический кабель на барабане ящика с заделанными концами
волокно.Этот кабель, обычно имеющий конструкцию «zipcord», чаще всего используется для дуплексной связи между устройствами, где требуется раздельная передача и прием.
Другие применения оптоволоконных технологий
Помимо конструкций пленумов, производители волоконно-оптических кабелей создают:
- «сиамские» конструкции (два кабеля рядом, каждый со своей оболочкой)
- гибридные кабели (с медными кабелями)
- конструкции из жгутов и композитных кабелей, которые включают другие оптоволоконные, медные кабели, а иногда и силовые пары
Более короткие «коммутационные кабели» или «оптоволоконные перемычки» используются для соединения различного электронного оборудования в серверной, телекоммуникационной или дата-центре.
Использование оптического волокна в повседневной жизни
Возможно, вы видели пластиковые волокна, несущие цветные огни в декоративных целях. Возможно, вы не видели настоящих стекловолоконных кабелей, которые сейчас составляют основу наших коммуникационных и компьютерных сетей. Многие тысячи миль проложенного оптоволоконного кабеля несут множество типов информации под землей, в туннелях, стенах зданий, потолках и других местах, которых вы не видите. Примеры использования оптического волокна в нашей повседневной жизни включают такие приложения, как:
В последние годы появились и другие применения волоконной оптики.Волоконно-оптические кабели стали основой для MAN, WAN и LAN. Наблюдалась тенденция к приложениям «FTTX» или «Fiber to the XXXX». Это, например, Fiber до:
- Дом (FTTH)
- Бордюр (FTTC)
- Помещение (FTTP)
- Здание (FTTB)
- Узел (FTTN)
Первоначально оптоволокно использовалось в основном для магистральных кабельных линий, предназначенных для передачи сигналов в более крупные населенные районы. Со временем эти кабели распространились по домам, зданиям и т. Д., что привело к тенденции FTTX.
141 Оптические иллюзии и визуальные явления
Оптические иллюзии не «обманывают глаз», не «обманывают мозг» и не показывают, что «наш мозг — отстой», … но они завораживают!
Они также рассказывают нам о нашем визуальном восприятии и его ограничениях. Мой выбор делает упор на красоту и интерактивные эксперименты; Я также пытаюсь объяснить основные визуальные механизмы, где это возможно.
Возвращающийся посетитель? Отметьте → здесь для истории / новостей
«Оптическая иллюзия» звучит уничижительно, как будто выявляет сбой в работе зрительной системы.Скорее, я рассматриваю эти явления как выявление конкретных хороших адаптаций нашей зрительной системы к ее опыту с стандартными ситуациями просмотра. Эти переживания основаны на нормальных визуальных условиях и, таким образом, в необычных контекстах могут привести к неправильной интерпретации визуальной сцены (= «байесовская интерпретация восприятия»).
Если вы не специалист по зрению, мои объяснения могут показаться вам слишком высокопарными. Это сделано не специально, но исследование зрения просто нетривиально, как любая наука.Так что, если объяснение покажется тарабарщиной, просто наслаждайтесь феноменом 😉.
Подробнее здесь: Бах и Полощек (2006) Учебник по оптическим иллюзиям (PDF); по программированию: Бах 2014 (свяжитесь со мной для личного PDF-файла).
Могут ли иллюзии что-то рассказать о моей личности?Нет. Сеть полна утверждений о том, что ваша личность (доминирует правое или левое полушарие, интро или экстраверт, стресс или нет, или что-то еще) может быть выведена из вашей способности видеть некую данную иллюзию. Однако достоверных научных данных, подтверждающих это, нет.Это просто чушь для приманки. Хотя есть некоторое влияние возраста — но вам не нужны иллюзии, чтобы узнать свой возраст … Итак: не позволяйте этому раздражать вас, если вы не видите всех описанных явлений. Что касается многих иллюзий, есть процент людей с совершенно нормальным зрением, которые их просто не видят, в основном по неизвестным в настоящее время причинам.
Спасибо Инге, которая создала новое произведение искусства (2005-04) для «глаз». Другие работы из семьи Бахов: Марен.
Что такое оптическое волокно? -Определение и типы оптического волокна
- БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
- КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
- BNAT
- Классы
- Класс 1-3
- Класс 4-5
- Класс 6-10
- Класс 11-12
- CBSE
- Книги NCERT
- Книги NCERT для класса 5
- Книги NCERT для класса 6
- Книги NCERT для класса 7
- Книги NCERT для класса 8
- Книги NCERT для класса 9
- Книги NCERT для класса 10
- NCERT Книги для класса 11
- NCERT Книги для класса 12
- NCERT Exemplar
- NCERT Exemplar Class 8
- NCERT Exemplar Class 9
- NCERT Exemplar Class 10
- NCERT Exemplar Class 11
- NCERT Exemplar Class 12
- RS Aggarwal
- RS Aggarwal Class 12 Solutions
- RS Aggarwal Class 11 Solutions
- RS Aggarwal Решения класса 10
- Решения RS Aggarwal класса 9
- Решения RS Aggarwal класса 8
- Решения RS Aggarwal класса 7
- Решения RS Aggarwal класса 6
- RD Sharma
- RD Sharma Class 6 Solutions
- RD Sharma Class 7 Решения
- Решения RD Sharma класса 8
- Решения RD Sharma класса 9
- Решения RD Sharma класса 10
- Решения RD Sharma класса 11
- Решения RD Sharma класса 12
- PHYSICS
- Механика
- Оптика
- Термодинамика
- Электромагнетизм
- ХИМИЯ
- Органическая химия
- Неорганическая химия
- Периодическая таблица
- MATHS
- Теорема Пифагора
- Простые числа
- Наборы вероятностей Тр игонометрические функции
- Взаимосвязи и функции
- Последовательности и серии
- Таблицы умножения
- Детерминанты и матрицы
- Прибыль и убытки
- Полиномиальные уравнения
- Деление долей
- Книги NCERT
- БИОЛОГИЯ
- Зоотехника
Экобиология
- Математические формулы
- Алгебраические формулы
- Формулы тригонометрии
- Геометрические формулы
- Математические калькуляторы
- Физические калькуляторы
- CBS
- CBS Образцы документов для класса 6
- Вопросники предыдущего года CBSE Класс 10
- Вопросники предыдущего года CBSE Класс 12
- HC Verma Solutions Класс 11 Физика
- HC Verma Solutions Класс 12 Физика
- Решения Лакмира Сингха 9 класса
- Решения Лахмира Сингха 10 класса
- Решения Лахмира Сингха 8 класса
- Класс 6 Примечания CBSE
- Примечания CBSE класса 7
- Примечания CBSE класса 8
- Примечания CBSE класса 9
- Примечания CBSE класса 10
- Примечания CBSE класса 11
- Примечания CBSE класса 12
- CBSE Примечания к редакции класса 9
- CBSE Примечания к редакции класса 10
- CBSE Примечания к редакции класса 11
- Примечания к редакции класса 12 CBSE
- Дополнительные вопросы по математике CBSE, класс 8
- Дополнительные вопросы по науке CBSE, класс 8
- CBSE, класс 9, дополнительные вопросы по математике
- CBSE, класс 9, дополнительные вопросы по науке Вопросы
- CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
- CBSE Class 10 Science Extra Questions
- Class 3
- Class 4
- Class 5
- Class 6
- Class 7
- Class 8
- Класс 9
- Класс 10
- Класс 11
- Класс 12
- Решения NCERT для класса 11
- Решения NCERT для класса 11 по физике
- Решения NCERT для класса 11 Химия
- Решения NCERT для биологии класса 11
- Решение NCERT s Для класса 11 по математике
- NCERT Solutions Class 11 Accountancy
- NCERT Solutions Class 11 Business Studies
- NCERT Solutions Class 11 Economics
- NCERT Solutions Class 11 Statistics
- NCERT Solutions Class 11 Commerce
- NCERT Solutions for Class 12
- Решения NCERT для класса 12 по физике
- Решения NCERT для класса 12 по химии
- Решения NCERT для класса 12 по биологии
- Решения NCERT для класса 12 по математике
- Решения NCERT, класс 12, Бухгалтерский учет
- Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
- Решения NCERT, класс 12 по экономике
- Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия, часть 1
- Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия, часть 2
- Решения NCERT, класс 12, микроэкономика
- Решения NCERT, класс 12, Торговля
- Решения NCERT, класс 12, макроэкономика
- NCERT Solut Ионы Для класса 4
- Решения NCERT для математики класса 4
- Решения NCERT для класса 4 EVS
- Решения NCERT для класса 5
- Решения NCERT для математики класса 5
- Решения NCERT для класса 5 EVS
- Решения NCERT для класса 6
- Решения NCERT для математики класса 6
- Решения NCERT для науки класса 6
- Решения NCERT для социальных наук класса 6
- Решения NCERT для класса 6 Английский язык
- Решения NCERT для класса 7
- Решения NCERT для математики класса 7
- Решения NCERT для науки класса 7
- Решения NCERT для класса 7 по социальным наукам
- Решения NCERT для класса 7 Английский язык
- Решения NCERT для класса 8
- Решения NCERT для математики класса 8
- Решения NCERT для науки 8 класса
- Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
- Решения NCERT для класса 8 Английский
- Решения NCERT для класса 9
- Решения NCERT для социальных наук класса 9
- Решения NCERT для математики класса 9
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 2
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 3
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 4
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 5
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 6
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 7
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 8
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 10
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 11
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 12
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 13
- NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
- Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
Оптический интерферометр | инструмент | Britannica
Оптический интерферометр , прибор для точных измерений световых лучей с такими факторами, как длина, неровности поверхности и показатель преломления.Он делит луч света на несколько лучей, которые проходят неравные пути и чьи интенсивности при объединении складываются или вычитаются (мешают друг другу). Эта интерференция проявляется в виде картины из светлых и темных полос, называемых интерференционными полосами. Информация, полученная из измерений интерференционных полос, используется для точного определения длины волны, измерения очень малых расстояний и толщин, исследования линий спектра и определения показателей преломления прозрачных материалов. В астрономии интерферометры используются для измерения расстояний между звездами и диаметров звезд.
В 1881 году американский физик А.А. Майкельсон сконструировал интерферометр, использованный в эксперименте Майкельсона-Морли. Интерферометр Майкельсона и его модификации используются в оптической промышленности для тестирования линз и призм, для измерения показателя преломления и исследования мельчайших деталей поверхностей (микротопографии). Инструмент состоит из наполовину посеребренного зеркала, которое разделяет световой луч на две равные части, одна из которых передается на неподвижное зеркало, а другая отражается на подвижное зеркало.Подсчитав полосы, возникающие при перемещении зеркала, можно точно определить величину движения. Майкельсон также разработал звездный интерферометр, способный измерять диаметры звезд с точки зрения угла, составляющего всего 0,01 дюйма дуги, между крайними точками звезды в точке наблюдения.
В 1896 году британский физик лорд Рэлей описал интерференционный рефрактометр Рэлея, который до сих пор широко используется для определения показателей преломления газов и жидкостей.Это прибор с расщепленным лучом, как и интерферометр Майкельсона. Один луч служит эталоном, а другой сначала проходит через материал с известным показателем преломления, а затем через неизвестный. Показатель преломления неизвестного может быть определен по смещению его интерференционных полос от интерференционных полос известного материала.
Интерферометр Фабри-Перо (интерферометр с переменным зазором) был создан в 1897 году французскими физиками Шарлем Фабри и Альфредом Перо. Он состоит из двух строго параллельных пластин с высокой отражающей способностью, называемых эталоном.Из-за высокой отражательной способности пластин эталона последовательные многократные отражения световых волн очень медленно уменьшаются по интенсивности и образуют очень узкие резкие полосы. Их можно использовать для выявления сверхтонких структур в линейчатых спектрах, для оценки ширины узких спектральных линий и для повторного определения длины стандартного измерителя.
Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодняПоверхностный интерферометр Физо-Лорана ( см. Рисунок ) обнаруживает отклонения полированных поверхностей от плоскости.Система была описана французским физиком А.-Х.-Л. Физо в 1862 году и адаптировал в 1883 году для инструментов, широко используемых в оптической промышленности. В системе Физо-Лорана монохроматический свет (свет одного цвета) проходит через точечное отверстие и освещает эталонную плоскость и обрабатываемую деталь непосредственно под ней. Луч света направлен перпендикулярно заготовке. Поддерживая небольшой угол между поверхностью заготовки и поверхностью плоскости отсчета, полосы равной толщины можно увидеть через отражатель, расположенный выше них.Полосы составляют контурную карту поверхности заготовки, позволяющую оптическому полировщику видеть и удалять дефекты и отклонения от плоскостности.
Система поверхностной интерферометрии Физо-Лорана
Encyclopædia Britannica, Inc.Используется интерферометр Тваймана-Грина, адаптация прибора Майкельсона, представленного в 1916 году английским инженером-электриком Фрэнком Твайманом и английским химиком Артуром Грином. для тестирования линз и призм.Он использует точечный источник монохроматического света в фокусе качественного объектива. Когда свет направлен на идеальную призму, он возвращается в точку наблюдения точно так же, как был от источника, и видно однородное поле освещения. Локальные дефекты призматического стекла искажают волновой фронт. Когда свет направляется на линзу, поддерживаемую выпуклым зеркалом, он проходит через линзу, попадает в зеркало и возвращается обратно через линзу к точке наблюдения. Несовершенство объектива приводит к искажению бахромы.
О нас | Zenni Optical
Zenni Optical была основана в 2003 году двумя учеными, чтобы ответить на этот вопрос:
Разве все не заслуживают того, чтобы хорошо выглядеть в недорогих очках? Таким образом, Зенни родился в районе залива Сан-Франциско — естественно, он стал домом для дальновидных и технически подкованных компаний. Задача была ясна: давать людям очки, которые они действительно могут себе позволить, но при этом заставлять их выглядеть на миллион долларов. Это началось с маленькой, маленькой компании с большими идеями, но быстро превратилось в феномен.Модницы, мамочки на ходу, взыскательные покупательницы; все обнаружили, что с Zenni Optical они могут получить заслуженный выбор по доступной цене.
Zenni с тех пор превратился в лидера онлайн-оптической индустрии. Это онлайн-очки по рецепту. Солнцезащитные очки по рецепту онлайн. Солнцезащитные очки без рецепта онлайн. Спортивные очки онлайн. Очки онлайн. Может быть, вы уловили картину. Зенни в сети.
Zenni Optical был построен на следующих принципах и призван их выполнять:
- Чтобы предоставить самые доступные очки людям во всем мире.
- Предоставлять нашим клиентам оптические линзы высочайшего качества.
- Чтобы упростить заказ очков в Интернете.
- Для обеспечения исключительной поддержки клиентов.
Обеспечение качества
Мы стремимся предоставлять качественный продукт и безопасные покупки
Зенни против других парней.
Как мы складываем.
Когда дело доходит до покупок очков в Интернете, есть много вариантов. Однако только Zenni предлагает действительно доступные, качественные очки с большим количеством опций за меньшие деньги.
Зенни | Уорби Паркер | Прибрежный | EyeBuyDirect | Очки США | Кадры Прямые | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Кадры, начиная с … | $ 6.95 | 95,00 | 19,00 | 6,00 $ | 38,00 | $ 40,80 | |
Система единого видения Объективы Rx | 1,50 Стандартный | Включено | Не предлагается | Не предлагается | Включено | Включено | 44 доллара.25 |
1,57 Средний индекс | Включено | Не предлагается | Не предлагается | $ 16.95 | Не предлагается | Не предлагается | |
1,67 Высокий индекс | $ 34.95 | 30,00 | 65,00 $ | $ 40.95 | 98,00 $ | 79,50 $ | |
1,50 Стандартные поляризованные линзы | 32,99 долл. США | Не предлагается | Не предлагается | $ 49.00 | 99,00 | Не предлагается | |
Фотохромные линзы с высоким индексом 1,61 | 29,00 $ | Не предлагается | Не предлагается | 180,00 $ | 198,00 $ | Не предлагается | |
Линзы цифровой произвольной формы 1,50 с прогрессивной разверткой | $ 27.95 | Не предлагается | Не предлагается | $ 55.95 | 159,00 | 159,00 |
На основе самой низкой цены на рынке на 25.04.18
Партнерская программа Zenni Optical
Мы стали партнерами Impact Radius, чтобы предложить вам ведущую на рынке программу партнерской рекламы.Партнерская реклама проста: вам платят, продвигая наши рекламные кампании среди вашей аудитории в своем блоге, на веб-сайте, в новостной рассылке и на целевой странице поиска. Мы предоставляем рекламные ссылки различных размеров и креативы (включая рекламные баннеры, логотипы и текстовые ссылки) для вашего использования. Все, что вы делаете, это вырезаете и вставляете ссылки на свой сайт, и вы получаете комиссию с каждой продажи, направленной по этим ссылкам.
| |||||||||||||||||||||
|