Волоконно-оптические датчики

Вступление Сенсоризация производственной деятельности, т. е. замена органов чувств человека на датчики, должна рассматриваться в качестве третьей промышленной революции вслед за первыми двумя — машинно-энергетической и информационно-компьютерной. Потребность в датчиках стремительно растет в связи с бурным развитием автоматизированных систем контроля и управления, внедрением новых технологических процессов, переходом к гибким автоматизированным производствам. Помимо высоких метрологических характеристик датчики должны обладать высокой надежностью, долговечностью, стабильностью, малыми габаритами, массой и энергопотреблением, совместимостью с микроэлектронными устройствами обработки информации при низкой трудоемкости изготовления и небольшой стоимости. Этим требованиям в максимальной степени удовлетворяют волоконно-оптические датчики. Волоконно-оптические датчики Первые попытки создания датчиков на основе оптических волокон можно отнести к середине 1970-х годов. Публикации о более или менее приемлемых разработках и экспериментальных образцах подобных датчиков появились во второй половине 1970-х годов. Однако считается, что этот тип датчиков сформировался как одно из направлений техники только в начале 1980-х годов. Тогда же появился и термин "волоконно-оптические датчики" (op ical fiber se sors). Таким образом, волоконно-оптические датчики — очень молодая область техники. От электрических измерений к электронным Конец X IX века можно считать периодом становления метрологии в ее общем виде. К тому времени произошла определенная систематизация в области электротехники на основе теории электромагнетизма и цепей переменного тока. До этого физические величины измерялись главным образом механическими средствами, а сами механические измерения распространены были незначительно. Электрические же измерения ограничивались едва ли не исключительно только электростатическими. Можно сказать, что метрология, развиваясь по мере прогресса электротехники, с конца XIX века стала как бы ее родной сестрой. Рассмотрим этапы и успехи этого развития. В течение нескольких десятков лет, вплоть до второй мировой войны, получили распространение электроизмерительные приборы, принцип работы которых основан на силах взаимодействия электрического тока и магнитного поля (закон Био — Совара). Тогда же эти приборы внедрялись в быстро развивающуюся промышленность. Особенность периода в том, что наука и техника, причастные к электроизмерительным приборам, становятся ядром метрологии и измерительной индустрии. После второй мировой войны значительные успехи в развитии электроники привели к громадным переменам в метрологии. В пятидесятых годах появились осциллографы, содержащие от нескольких десятков до сотни и более электронных ламп и обладающие весьма высокими функциональными возможностями, а также целый ряд подобных устройств, которые стали широко применяться в сфере производства и научных исследований. Так наступила эра электронных измерений. Сегодня, по прошествии 30 лет, значительно изменилась элементная база измерительных приборов. От электронных ламп перешли к транзисторам, интегральным схемам (ИС), большим ИС (БИС).

Краткая история исследований и разработок В истории волоконно-оптических датчиков трудно зафиксировать какой-либо начальный момент, в отличие от истории волоконно-оптических линий связи. Первые публикации о проектах и экспериментах с измерительной техникой, в которой использовалось бы оптическое волокно, начали появляться с 1973 г., а во второй половине 1970-х годов их число значительно увеличилось. В 1978 году Нэмото Тосио предложил общую классификацию волоконно-оптических датчиков (рис. 4.), которая мало отличается от современной. С наступлением 1980-х годов история развития волоконно-оптических датчиков обрастает значительными подробностями. Заключение Рис.4. Классификация основных структур волоконно-оптических датчиков: а) с изменением характеристик волокна (в том числе специальных волокон) б) с изменением параметров передаваемого света в) с чувствительным элементом на торце волокна Основными элементами волоконно-оптического датчика, как можно заметить из табл. 1, являются оптическое волокно, светоизлучающие (источник света) и светоприемные устройства, оптический чувствительный элемент. Кроме того, специальные линии необходимы для связи между этими элементами или для формирования измерительной системы с датчиком. Далее, для практического внедрения волоконно-оптических датчиков необходимы элементы системной техники, которые в совокупности с вышеуказанными элементами и линией связи образуют измерительную систему. Список литературы Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики. Оглавление Вступление Волоконно-оптические датчики От электрических измерений к электронным От аналоговых измерений к цифровым Цифризация и волоконно-оптические датчики Становление оптоэлектроники и появление оптических волокон Лазеры и становление оптоэлектроники Появление оптических волокон Одно- и многомодовые оптические волокна. Характеристики оптического волокна как структурного элемента датчика и систем связи Классификация волоконно-оптических датчиков и примеры их применения Датчики с оптическим волокном в качестве линии передачи Датчики с оптическим волокном в качестве чувствительного элемента Краткая история исследований и разработок Заключение Список литературы Оглавление 2

Вследствие этого одномодовые оптические волокна нашли преимущественное применение в линиях связи, требующих высокой скорости передачи информации (линии верхнего ранга в иерархической структуре линий связи), а многомодовые чаще всего используются в линиях связи со сравнительно невысокой скоростью передачи информации. Имеются так называемые когерентные волоконно-оптические линии связи, где пригодны только одномодовые волокна. В многомодовом оптическом волокне когерентность принимаемых световых волн падает, поэтому его использование в когерентных линиях связи непрактично, что и предопределило применение в подобных линиях только одномодовых оптических волокон. Напротив, хотя при использовании оптических волокон для датчиков вышеуказанные факторы тоже имеют место, но во многих случаях их роль уже иная. В частности, при использовании оптических волокон для когерентных измерений, когда из этих волокон формируется интерферометр, важным преимуществом одномодовых волокон является возможность передачи информации о фазе оптической волны, что неосуществимо с помощью многомодовых волокон. Следовательно, в данном случае необходимо только одномодовое оптическое волокно, как и в когерентных линиях связи. Тем не менее, на практике применение одномодового оптического волокна при измерении нетипично из-за небольшой его дисперсии. Короче говоря, в сенсорной оптоэлектронике, за исключением датчиков-интерферометров, используются многомодовые оптические волокна. Это обстоятельство объясняется еще и тем, что в датчиках длина используемых оптических волокон значительно меньше, чем в системах оптической связи. Характеристики оптического волокна как структурного элемента датчика и систем связи Прежде чем оценивать значимость этих характеристик для обеих областей применения, отметим общие достоинства оптических волокон: широкополосность (предполагается до нескольких десятков терагерц); малые потери (минимальные 0,154 дБ/км); малый (около 125 мкм) диаметр; малая (приблизительно 30 г/км) масса; эластичность (минимальный радиус изгиба 2 MM); механическая прочность (выдерживает нагрузку на разрыв примерно 7 кг); отсутствие взаимной интерференции (перекрестных помех типа известных в телефонии "переходных разговоров"); безындукционность (практически отсутствует влияние электромагнитной индукции, а следовательно, и отрицательные явления, связанные с грозовыми разрядами, близостью к линии электропередачи, импульсами тока в силовой сети); взрывобезопасность (гарантируется абсолютной неспособностью волокна быть причиной искры); высокая электроизоляционная прочность (например, волокно длиной 20 см выдерживает напряжение до 10000 B); высокая коррозионная стойкость, особенно к химическим растворителям, маслам, воде. В области оптической связи наиболее важны такие достоинства волокна, как широкополосность и малые потери, причем в строительстве внутригородских сетей связи наряду с этими свойствами особое значение приобретают малый диаметр и отсутствие взаимной интерференции, а в электрически неблагоприятной окружающей среде — безындукционность. Последние же три свойства в большинстве случаев здесь не играют какой-либо заметной роли. В практике использования волоконно-оптических датчиков имеют наибольшее значение последние четыре свойства.

Журнал «Компьютерра» 2006 № 10 (630) 14 марта 2006 года

Гигантский пьезоэлектрический эффект, равный 1,7 %, достигнут в пьезокерамике PMN-PT (свинец, магний, ниобат/свинцовый титанат). Такие пьезоэлементы нашли применение в промышленности в качестве датчиков различных физических величин (ускорения, давления, изменения размеров), пьезоприводов механизмов и т. д. Массив из микрозеркал, в основе которого лежат пьезоэлементы, позволяет создать управляющие устройства для волоконно-оптических сетей. В последние годы наблюдается стремительный прогресс в разработке нано и микроэлектромеханических устройств, способных передвигаться, собирать, хранить и передавать информацию, осуществлять определенные воздействия по заложенной программе или команде. Разработку микроприводов, а также пьезоэлектрических генераторов невозможно представить без материалов с гигантским пьезоэффектом. Еще один гигантский эффект, результат внедрения которого почувствовал каждый пользователь компьютера,P эффект гигантского магнитосопротивления. Читатели, наверное, помнят, что в конце 90-х годов средняя емкость жесткого диска составляла примерно 20 Гбайт, что соответствовало плотности записи информации около 4,1 Гбайт/кв. дюйм ... »

Волоконно-оптические системы

В последнем случае используются чувствительность волокна к электрическому полю (эффект Керра), магнитному полю (эффект Фарадея), к вибрации, температуре, давлению, деформациям (например, к изгибу). Многие из этих эффектов в оптических системах связи оцениваются как недостатки, в датчиках же их появление считается скорее преимуществом, которое следует развивать. Следует также отметить, что оптические волокна существенно улучшают характеристики устройств, основанных на эффекте Саньяка. 2.5 Классификация волоконно-оптических датчиков и примеры их применения Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять почти все. Например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость вращения, скорость линейного перемещения, ускорение, колебания, массу, звуковые волны, уровень жидкости, деформацию, коэффициент преломления, электрическое поле, электрический ток, магнитное поле, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и т.д. Если классифицировать волоконно-оптические датчики с точки зрения применения в них оптического волокна, то, как уже было отмечено выше, их можно грубо разделить на датчики, в которых оптическое волокно используется в качестве линии передачи, и датчики, в которых оно используется в качестве чувствительного элемента. открыть »

Авиация и космонавтика 1998 01

В качестве датчиков применяются: - многорежимная БРЛС; - система РЭБ, включающая в себя подсистемы предупреждения об облучении РЛС и обнаружения пуска ракет фирмы Локхид Мартин/Сандерс; - система связи, навигации и опознавания (СНО), включающая в себя шину обмена данных между самолетами в полете, терминал объединенной тактической системы распределения информации и блок "свой-чужой". Все сигналы от датчиков и прочие данные обрабатываются центральным вычислительным комплексом. Обработанный сигнал в оцифрованной форме по волоконно-оптическому кабелю передается от датчика к процессору, где поступает в блок памяти. Затем сигнал преобразуется для использования в блоке обработки данных от датчиков. Этот блок создает из разрозненных сигналов единый файл информации, который передается в другой блок для преобразования и передачи в кабину на дисплей и делает его доступным для любого другого бортового процессора через шину передачи данных. Этот же файл используется при выдаче команд датчикам. Разделение обязанностей между составными частями БРЭО стало возможным благодаря программному обеспечению ... »

Медицинские датчики

Волокон но-опти ческий датчик проходя щего типа. Волоконно-оптиче ский датчик отражательного типа. Подводя некоторый итог, надо сказать, что основными элементами волоконно-оптического датчика, являются: оптическое волокно, светоизлучающие (источник света) и светоприемные устройства, оптический чувствительный элемент. Кроме того, специальные линии необходимы для связи между этими элементами или для формирования измерительной системы с датчиком. Далее, для практического внедрения волоконно-оптических датчиков необходимы элементы системной техники, которые в совокупности с вышеуказанными элементами и линией связи образуют измерительную систему. Классификация основных структур волоконно-оптических датчиков: а) с изменением характеристик волокна (в том числе специальных волокон) б) с изменением параметров передаваемого света в) с чувствительным элементом на торце волокна 3. Датчики потока. Ультразвуковые датчики эффективно используются для измерения потока во многих медико-биологических и промышленных применениях. открыть »

Большой энциклопедический словарь (Часть 2, ЛЕОНТЬЕВ - ЯЯТИ)

ТЕЛЕФОН-АВТОМАТ - то же, что таксофон. ТЕЛЕФОНИЯ - область науки и техники, охватывающая изучение принципов построения систем телефонной связи, разработку аппаратуры для ее осуществления и использования, а также оценку качества передачи речевой информации по телефонным каналам связи. ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ - передача на расстояние речевой информации, осуществляемая электрическими сигналами, распространяющимися по проводам, или радиосигналами; вид электросвязи. Телефонная связь обеспечивает ведение устных переговоров между абонентами, удаленными друг от друга практически на любое расстояние. Начало телефонной связи было положено в 1876 изобретением телефонного аппарата А. Г. Беллом (США) и созданием первой телефонной станции (1878, Нью-Хейвен, США). Различают телефонную связь местную (городскую и сельскую), междугородную и международную, а также внутриведомственную, внутрипроизводственную, телефонную связь с подвижными объектами (радиотелефонная связь). Линии телефонной связи сложные технические сооружения (напр., на некоторых междугородных кабельных линиях число промежуточных усилителей достигает нескольких тысяч). С нач. 80-х гг. успешно внедряются системы на основе волоконно-оптических кабелей связи ... »

Лазерные оптико-электронные приборы

В последнем случае используются чувствительность волокна к электрическому полю (эффект Керра), магнитному полю (эффект Фарадея), к вибрации, температуре, давлению, деформациям (например, к изгибу). Многие из этих эффектов в оптических системах связи оцениваются как недостатки, в датчиках же их появление считается скорее преимуществом, которое следует развивать. Следует также отметить, что оптические волокна существенно улучшают характеристики устройств, основанных на эффекте Саньяка. Классификация волоконно-оптических датчиков и примеры их применения Современные волоконно-оптические датчики позволяют измерять почти все. Например, давление, температуру, расстояние, положение в пространстве, скорость вращения, скорость линейного перемещения, ускорение, колебания, массу, звуковые волны, уровень жидкости, деформацию, коэффициент преломления, электрическое поле, электрический ток, магнитное поле, концентрацию газа, дозу радиационного излучения и т.д. Если классифицировать волоконно-оптические датчики с точки зрения применения в них оптического волокна, то, как уже было отмечено выше, их можно грубо разделить на датчики, в которых оптическое волокно используется в качестве линии передачи, и датчики, в которых оно используется в качестве чувствительного элемента. открыть »

Основные мероприятия по повышению эффективности производственно-хозяйственной деятельности филиала "Междугородная связь" РУП "БЕЛТЕЛЕКОМ"

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра менеджмента РЕФЕРАТ на тему: «ОСНОВНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ФИЛИАЛА «МЕЖДУГОРОДНАЯ СВЯЗЬ» РУП «БЕЛТЕЛЕКОМ»» Минск, 2009 Общие мероприятия по повышению эффективности производственно-хозяйственной деятельности предприятия К числу основных мер по повышению эффективности производственно-экономической деятельности предприятия связи относится увеличение пропускной способности каналов передачи данных. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) - это вид системы передачи информационных данных, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим световодам, известным под названием оптическое волокно. Волоконно-оптическая сеть - это информационная сеть, в которой связующими элементами между узлами являются ВОЛС. Преимущества волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), обуславливающие выбор именно ВОЛС, как основу построения сети: Широкополосность оптических сигналов, обусловленная чрезвычайно высокой несущей частотой (Fo=1014 Гц). открыть »

Волоконно-оптические линии связи

Министерство Путей Сообщения Московский Государственный Университет Путей Сообщения (МИИТ) РЕФЕРАТ Волоконно Оптические Линии Связи Преподаватель: Никитенко В. А. Студент: Долгачев И. Н. Группа: ЭВМ-111 Москва 1996 г. СОДЕРЖАНИЕГлава первая СВЕТ ПЕРЕНОСИТ ИНФОРМАЦИЮГлава вторая От спектра к когерентности 2.1 ЧТО ТАКОЕ СВЕТ? 2.2 ЦВЕТ, ДЛИННА ВОЛНЫ, ЧАСТОТА — ТРИ ХАРАКТЕРНЫХ ПАРАМЕТРА СВЕТА 2.3 СПЕКТРЫ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА 2.4 ЕСТЕСТВЕННЫЙ СВЕТ В ОПЫТАХ ПО ИНТЕРФЕРЕНЦИИГлава третья ТЕХНИКА ОПЕРЕЖАЕТ ПРИРОДУ 3.1 КАК ОБРАЗУЕТСЯ НЕКОГЕРЕНТНЫЙ СВЕТ 3.2 ЛАЗЕР КАК ИСТОЧНИК СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 3.3 ВЫСОКАЯ СТЕПЕНЬ КОГЕРЕНТНОСТИ ТРЕБУЕТ ЗАТРАТ 3.4 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ЛАЗЕР, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИГлава четвертая УТОПИЯ И РЕАЛЬНОСТЬ 4.1 ФАНТАСТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ 4.2 МОДУЛЯЦИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ 4.3 КАК ПЕРЕДАЮТ СВЕТ? 4.4 РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА ПРИ ПОЛНОМ ОТРАЖЕНИИГлава пятая СВЕТОВОД — ПОСРЕДНИК МЕЖДУ ПЕРЕДАТЧИКОМ И ПРИЕМНИКОМ 5.1 ОСЛАБЛЕНИЕ ОЗНАЧАЕТ ПОТЕРЮ СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ 5.2 РАЗНИЦА ВО ВРЕМЕНИ ПРОБЕГА ОГРАНИЧИВАЕТ ПРОПУСКНУЮ СПОСОБНОСТЬ ЛИНИИ СВЯЗИ 5.3 ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ 5.4 ОПТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ, ИХ КОНСТРУКЦИИ И СВОЙСТВАГлава шестая ИСТОЧНИКИ СВЕТА — СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД И ЛАЗЕР 6.1 ЧТО ОЗНАЧАЕТ ИМПУЛЬСНЫЙ РЕЖИМ? 6.2 ТИП ИСТОЧНИКА ОПРЕДЕЛЯЕТ МОЩНОСТЬ 6.3 ПРОБЛЕМА ВЫВОДА СВЕТОВОЙ ЭНЕРГИИ 6.4 СРОК СЛУЖБЫ ИСТОЧНИКОВ СВЕТА 6.5 ЛАЗЕР ИЛИ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩИЙ ДИОД?Глава седьмая СВЕТОВОЙ СИГНАЛ НА ПРИЕМНОМ КОНЦЕ ЛИНИИ 7.1 НЕОБХОДИМОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СВЕТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 7.2 ФОТОДИОДЫ ИСПОЛЬЗУЮТ ВНУТРЕННИЙ ФОТОЭФФЕКТ 7.3 ШУМ — СИЛЬНЕЙШИЙ ВРАГ ТЕХНИКИ СВЯЗИ 7.4 КАКОЙ ДЛИНЫ МОЖЕТ БЫТЬ ОПТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПЕРЕДАЧИ?Глава восьмая МНОГОЦЕЛЕВАЯ АБОНЕНТСКАЯ СЕТЬГлава первая СВЕТ ПЕРЕНОСИТ ИНФОРМАЦИЮ У человека имеется пять органов чувств, но один из них особенно важен — это зрение. открыть »

Оптоволоконные линии связи

И об этом, я хочу рассказать вам в моём сообщении: «об оптоволоконных линиях связи». Тезисы 1.Особенности оптических систем связи . Волоконно-оптические линии связи - это вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам, известным под названием "оптическое волокно". 1.1 Физические особенности . Оптической линии связи можно передавать информацию со скоростью порядка 1.1 Терабит/с. Говоря другими словами, по одному волокну можно передать одновременно 10 миллионов телефонных разговоров и миллион видеосигналов. . Очень малое (по сравнению с другими средами) затухание светового сигнала в волокне. 1.2 Технические особенности . Волокно изготовлено из кварца. . Оптические волокна очень компактны и легки. . Стеклянные волокна - не металл. . Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным помехам, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа. . Важное свойство оптического волокна – долговечность. Есть в волоконной технологии и свои недостатки . требуются активные высоконадежные . требуется дорогостоящее технологическое . затраты на восстановление выше, чем при работе с медными кабелями 2. Оптическое волокно . открыть »

Шагающие роботы

Система управления шагающим аппаратом формирует и исполняет управляющие сигналы, обеспечивающие движение аппарата с автоматической адаптацией: к малым неровностям поверхности по командам оператора (или верхнего уровня), задающего основные характеристики ходьбы и движение корпуса аппарата. На входы системы поступают сигналы от следующих датчиков, установленных на макете: шести датчиков контакта стопы с поверхностью; датчиков усилий, развиваемых ногами; гировертикали; оптического дальномера. Ее выходы (выходы блока преобразователей координат) являются входами блока усилителей следящих систем (БУСС), состоящего из 18 отдельных усилителей, на входы которых поступают сигналы с 18 позиционных датчиков углов поворота звеньев ног. Система управления состоит из следующих крупных блоков: блока управляемых генераторов шаговых циклов, который содержит шесть идентичных генераторов, формирующих в плоскости некоторых вспомогательных декартовых координат замкнутые пространственно-временные кривые шагового цикла каждой ноги; блока линейного преобразования координат, который обеспечивает геометрическую привязку шаговых циклов к корпусу и конечностям аппарата и их масштабирование; блока маневрирования, который по командам от верхнего уровня деформирует шаговые циклы ног так, чтобы обеспечить требуемое пространственное положение корпуса аппарата; блока преобразователей декартовых координат концов ног в угловые координаты звеньев ног, который состоит из шести идентичных нелинейных трехмерных следящих систем, обеспечивающих формирование сигналов на входы блока усилителей следящих систем, а также учет границ рабочих зон ног. открыть »

Проектирование передающего устройства одноволоконной оптической системы передачи для городской телефонной сети

В ВОСП, построенных подобным образом, могут быть использованы эрбиевые волоконно-оптические усилители. Дуплексная связь организуется по принципу разделения по времени, которое изменяется с помощью изменения направления накачки. Развязку между оптическими сигналами можно увеличить, не прибегая к обужению импульсов, если доя передачи в одном направлении когерентное оптическое излучение и соответствующие методы модуляции, а в другом – модуляцию сигнала по интенсивности. При этом существенно уменьшается влияние как оптических разветвителей, так и обратного рассеяния оптического волокна. Если позволяет энергетический потенциал аппаратуры, на относительно коротких линиях может быть использован только один оптический источник излучения на одном конце линии. На другом конце вместо модулируемого оптического источника применяется модулятор отраженного излучения. Такой метод дуплексной связи по одному ОВ обеспечивает высокую надежность оборудования и применение волоконно-оптических систем передачи в экстремальных условиях эксплуатации. открыть »

Оптоволоконные линии связи

Оптическое волокно Важнейший из компонентов ВОЛС - оптическое волокно. Для передачи сигналов применяются два вида волокна: одномодовое и многомодовое. Свое название волокна получили от способа распространения излучения в них. Волокно состоит из сердцевины и оболочки с разными показателями преломления. В одномодовом волокне диаметр световодной жилы порядка 8-10 мкм, то есть, сравним с длиной световой волны. При такой геометрии в волокне может распространяться только один луч (одна мода). В многомодовом волокне размер световодной жилы порядка 50-60 мкм, что делает возможным распространение большого числа лучей (много мод). Дисперсия - это рассеяние во времени спектральных и модовых составляющих оптического сигнала. Существуют три типа дисперсии: модовая, материальная и волноводная. Модовая дисперсия. Материальная дисперсия. Волноводная дисперсия. 3. Волоконно-оптический кабель На сегодня в мире несколько десятков фирм, производящих оптические кабели различного назначения По условиям эксплуатации кабели подразделяют на: монтажные станционные зоновые магистральные При изготовлении ВОК в основном используются два подхода: конструкции со свободным перемещением элементов конструкции с жесткой связью между элементами способы сращивания строительных длин кабелей 4. открыть »

Следственный осмотр

Для их обнаружения рекомендуется применять технические средства: осветительные приборы, лупы, ультрафиолетовые лампы, электронно-оптические преобразователи. Так, например, в инфракрасных лучах хорошо обнаруживаются несгоревшие порошинки, частички угля, кокса, графита. Микроволокна, присущие одежде преступника, нужно искать в местах преодоления им преград, на одежде потерпевших, контактирующих с одеждой преступника и наоборот. Так, при убийствах и причинении тяжких телесных повреждений необходимо искать микроволокна на холодном оружии. Лакокрасочные материалы, их мазки или отслоившиеся частицы необходимо отыскивать на транспортных средствах. При осмотре трупа необходимо обращать внимание на наличие на одежде погибшего волокон, отличающихся по своим свойствам от волокон, составляющих ткань одежды осматриваемой. Большое количество микрочастиц разнообразной природы могут находиться в подногтевом содержимом – обломки волос, микроволокна ткани, частички эпителия, крови и т.д. На обуви могут оказаться микрочастицы почвы, находящейся в месте, откуда был доставлен труп. открыть »

От мезоскопических состояний к квантовым вычислениям

С 1995 года я работаю доцентом во Владимирском государственном университете в группе профессора С. М. Аракеляна. Все эти годы мы занимались разработкой физических принципов новых оптических приборов с предельными параметрами. Мы проанализировали специальные интерферометрические схемы, использующие неклассические поляризационные состояния света, и показали, что на их основе возможно, например, прецизионно измерять фазовые сдвиги в оптике, создавать поляризационно чувствительные антенны для регистрации гравитационных волн. Нам удалось разработать основные принципы высокочувствительной квантовой эллипсометрии, когда квантовые флуктуации наблюдаемых величин подавляются ниже уровня стандартного квантового предела. Подобный подход может быть использован для исследования качества "поверхности" конденсированной среды на характерных атомных масштабах, недоступных классическим измерениям. В настоящее время я работаю над проблемой формирования мезоскопических квантовых состояний в квантовой и атомной оптике. Интерес к этой теме появился у меня в 1999-2000 гг. во время научной стажировки в Институте теоретической физики (Инсбрук, Австрия) в группе профессора П. Цоллера. При определенных условиях в двухуровневых оптических системах (например, туннельно-связанных волокон/волноводов) может формироваться новый для оптики тип квантовых перепутанных (e a gled) и суперпозиционных состояний, связанных с мезоскопическими свойствами оптической системы. открыть »

Сегментация изображений гистологических объектов

Цель и задачи исследования Цель работы – разработать алгоритмы сегментации для определения гистологических объектов на слабоконтрастных цветных и полутоновых изображениях для решения задач диагностики заболеваний, лечения и управления терапевтическими процедурами. Для достижения поставленной цели потребовалось: классифицировать изображения гистологических объектов по геометрическим, топологическим, оптическим характеристикам; разработать алгоритмы сегментации волокон и сосудов; разработать алгоритмы сегментации клеток; разработать методы сегментации цветных изображений гистологических объектов; программно реализовать алгоритмы сегментации гистологических объектов и проверить их на конкретных примерах. Объект и предмет исследования Исследования выполнены в области сегментации изображений. Предметом исследования являются гистологические объекты на цветных и полутоновых изображениях препаратов оптической микроскопии. Гипотеза Все изображения гистологических объектов можно классифицировать по их геометрическим и оптическим свойствам и свойствам их окружения, а для каждого класса объектов можно определить алгоритм сегментации, позволяющий получить результат, удовлетворяющий исследователей гистологических препаратов. открыть »

Волоконно-оптические линии связи

Многие из недостатков вероятнее всего будут нивелированы с приходом новых конкурентоспособных технологий в волоконно-оптические сети. Стоимость интерфейсного оборудования. Электрические сигналы должны преобразовываться в оптические и наоборот. Цена на оптические передатчики и приемники остается пока еще довольно высокой. При создании оптической линии связи также требуются высоконадежные специализированное коммутационное пассивное оборудование, оптические соединители с малыми потерями и большим ресурсом на подключение-отключение, оптические разветвители, аттенюаторы. Монтаж и обслуживание оптических линий. Стоимость работ по монтажу, тестированию и поддержке волоконно-оптических линий связи также остается высокой. Если же повреждается ВОК, то необходимо осуществлять сварку волокон в месте разрыва и защищать этот участок кабеля от воздействия внешней среды. Производители тем временем поставляют на рынок все более совершенные инструменты для монтажных работ с ВОК, снижая цену на них. Требование специальной защиты волокна. Прочно ли оптическое волокно? Теоретически да. открыть »

Оптические системы передачи

Министерство Российской Федерации по связи и информатизации Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики Кафедра многоканальной электросвязи и оптических систем.КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА По предмету: «Волоконно-Оптические Системы Передачи»Новосибирск 2004 г. 1. Основы построения оптических систем передачи Теоретические вопросы: Какие диапазоны длин волн применяются в системах передачи атмосферной и волоконно-оптической связи? Ответ: Наибольшее применение для оптической связи имеет диапазон, который называется ближней инфракрасной зоной ( 4300 пс/нм Совокупная дисперсия регенерационного участка удовлетворяет условию. Определим допустимую вероятность ошибки одного регенератора: ОС1 РГ1 РГ2 РГ3 ОС2 а а а а Схема размещения оконечных и промежуточных станций. открыть »

Оптические волокна

В этом случае волноводный режим обеспечивается исключительно зонной структурой фотонного кристалла. Свойства дырчатых световодов с полой световедущей жилой (потери, дисперсионные и нелинейные характеристики) изучены недостаточно. Ясно лишь то, что свет в таких световодах, в отличие от стандартных, распространяется преимущественно в полой сердцевине, а не по кварцу. Казалось бы, что потери в таких световодах должны быть очень низкими, так как материальное поглощение и релеевское рассеяние в воздухе ничтожны по сравнению с кварцевым стеклом. Дырчатые световоды со сплошной световедущей жилой в ближайшие годы могут найти практическое применение в широкополосных волоконно-оптических сетях в качестве среды передачи оптических сигналов и функциональных устройств волоконных сетей связи.Заключение Мы рассмотрели строение и основные характеристики оптических волокон. Хотелось бы добавить что оптические волокна применяются еще и для получения всевозможных световых эффектов в частности: световое оформление, дизайн, реклама. открыть »