Проф. А. Л. Дмитриев
Оптические системы передачи информации
Оптические системы передачи информации являются одним из наиболее перспективных современных направлений в области техники связи, вобравшим в себя лучшие достижения микроэлектроники, волоконной оптики, интегральной оптоэлектроники. физики и техники полупроводников. Научные проблемы освоения оптического диапазона связи к настоящему времени, в значительной степени, решены и дальнейшее развитие оптических систем передачи информации существенно зависит от уровня и состояния технологии производства оптических и оптико-электронных компонент таких систем. Это не исключает возможности выдвижения и реализации новых идей в области физики и техники оптических систем передачи информации, основанных на весьма разнообразных свойствах как оптического излучения, так и применяемых в таких системах оптических материалов, их сложных композиций и структур.
В учебном пособии изложены основы оптических систем передачи информации. Рассмотрены элементы теории передачи информации, принципы построения открытых и волноводных оптических систем передачи сигналов, основы волноводной теории волоконно-оптических световодов, назначение и характеристики важнейших устройств оптической компонентной базы ВОСПИ. методы уплотнения информации, принципы действия когерентных и солитонных оптических систем передачи информации. Учебное пособие предназначено для студентов старших курсов Инженерно-физического факультета
СПбГУИТМО. обучающихся по направлению “Техническая физика” и специальностям “Лазерная техника и лазерные технологии”. “Физика и техника оптической связи. Рекомендовано УМО по образованию в области приборостроения и оптотехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 200201 - “Лазерная техника и лазерные технологии”. Рисунки к учебному пособию выполнили студенты Инженерно-физического факультета А. Живага, Д. Терентьев, Н. Рыжаков. Д. Багаветдинов. В. Федюков.Учебное пособие
Содержание
Введение.
1. Элементы теории информации.
1.1. Определение понятия “информация”.
1.2. Теорема Шеннона.
1.3. Теорема Шеннона-Котельникова (теорема отсчетов).
1.4. Импульсно-кодовая модуляция сигналов.
1.5. Спектр сигнала.
2. Особенности оптического диапазона передачи информации.
3. Открытые оптические системы связи.
4. Волноводные оптические системы передачи сигналов.
5. Распространение излучения в волоконных световодах.
5.1. Классификация волоконных световодов.
5.2. Принципы технологии изготовления волоконных световодов.
5.3. Оптические потери в волоконных световодах.
5.4. Волновая теория распространения излучения в волоконных световодах.
5.4.1. Волновое уравнение.
5.4.2. Волновод со ступенчатым профилем показателя преломления и бесконечным радиусом оболочки.
5.4.3. Волоконные световоды с градиентным профилем показателя преломления.
5.4.4. Поток мощности излучения в волоконных световодах.
5.4.5. Дисперсия импульсов в волоконных световодах.
5.4.6. Поляризация излучения в волоконных световодах.
5.5. Оптические волокна, сохраняющие поляризацию излучения.
5.6. Современное промышленное оптическое волокно.
5.6.1. Многомодовые ВС.
5.6.2. Одномодовые ВС.
5.6.3. Оптические волокна с сохранением поляризации.
6. Оптоэлектронные компоненты волоконно-оптических систем передачи информации.
6.1. Полупроводниковые излучатели.
6.1.1. Полупроводниковые лазеры.
6.1.2. Полупроводниковые светодиоды.
6.1.3. Суперлюминесцентные диоды.
6.2. Фотоириемники.
6.2.1. p-1-n фотодиоды.
6.2.2. Лавинные фотодиоды.
6.2.3. Отношение сигнал/шум и минимальная регистрируемая мощность фотоприемников.
6.3. Оптические разветвители.
6.4. Оптические мультиплексоры и демультиплексоры.
6.5. Оптические коммутаторы.
6.6. Оптические изоляторы.
6.7. Внешние оптические модуляторы.
6.8. Оптические усилители.
7. Энергетический потенциал оптической линии связи.
8. Методы уплотнения информации в ВОСПИ.
9. Когерентные оптические системы связи.
10.Оптические солитоны в ВОСПИ.
Заключение.
Литература
А. Л. Дмитриев. Оптические системы передачи информации. Учебное пособие. - СПб: СПбГУИТМО, 2007. - 96 с.
УДК 621.382, Дмитриев, Оптика, Учебное пособие, СПбГУИТМО, 2007