WWW.DOCX.LIB-I.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Интернет материалы
 

«ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 Исследование диаграммы направленности излучения светодиодов и числовой апертуры волоконных световодов Цель работы ...»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Исследование диаграммы направленности излучения светодиодов и числовой апертуры волоконных световодов

Цель работы

Исследование пространственного распределения излучения светодиодов, полупроводниковых лазеров и волоконных световодов. Определение некоторых характеристик световодов по диаграмме направленности излучения.

Особенности пространственного распределения излучения различных источников

В настоящее время в качестве источников света используют: лампы накаливания, газоразрядные лампы, газовые и твердотельные лазеры, полупроводниковые светодиоды и лазеры. Каждый из них имеет характерное угловое распределение излучения. Лампы накаливания и газоразрядные имеют разнонаправленное диффузное излучение. Светодиоды имеют направленное излучение с большой угловой расходимостью. Полупроводниковые лазеры имеют излучение с разной расходимостью по двум осям координат ортогональных к направлению излучения. Газовые лазеры обладают излучением с очень малой расходимостью (рис.1).

Вид источника, характер излучения и его пространственное распределение определяют возможность использования излучения в оптических системах. Так, например, лампы накаливания имеют непрерывное спектральное распределение, соответствующее излучению "черного тела" при температуре равной температуре спирали (2700К). Газоразрядные лампы имеют линейчатый спектр излучения. Их излучение является также диффузным, т.е. рассеивается в разные стороны под разными углами. Это затрудняет фокусировку излучения и использование его в спектроанализаторах.

Рис.1. Пространственное распределение излучения лампы (а), светодиода (б), полупроводникового лазера (в), твердотельного или газового лазера (г)

Светодиоды излучают в сравнительно узком спектральном диапазоне 30-50 нм с ярко выраженным цветом (синий, зеленый, желтый, оранжевый, красный). Лазеры имеют когерентное излучение с очень узким спектром излучения (3…5 нм). Существуют так называемые одночастотные лазеры с очень узкой спектральной полосой 100 кГц.

Лампы и светодиоды имеют диффузный характер излучения с излучающей поверхности. Это приводит к тому, что оптическая система не позволяет собрать излучение в пятно менее размера излучающей площади.

Излучение лазера обладает пространственной когерентностью (точки поверхности фронта излучения в каждый момент времени находятся на равном удалении от точек поверхности предшествующего момента). Благодаря этому лазерное излучение может быть сфокусировано в пятно соизмеримое с длинной волны излучения.

Количественной характеристикой пространственного распределения излучения от источника является диаграмма направленности излучения (рис. 2), т.е. распределение энергии относительно оси излучения. Обычно у светодиодов излучение имеет вид конуса с круглым сечением. Диаграмму направленности излучения, или распределение энергии относительно оси светодиода, можно измерить фотоприемником. Параметром, характеризующим расходимость излучения, является ширина диаграммы направленности или угол расходимости. Определяется он как угол между касательными к точкам диаграммы соответствующим 1/2 Pmax (рис. 2.).

2

Рис. 2. Распределение энергии излучения световода относительно оси излучения

Излучение, выходящее из любой оптической системы или из волоконного световода также характеризуются расходимостью (или сходимостью) и характеризуют некоторые свойства оптической системы.





Излучение, выходящее из волоконного световода, имеет диаграмму направленности, показанную на рис. 2. Важнейшим параметром волоконного световода (оптического волокна) является числовая апертура (NA), определяемая как NA=sin. С другой стороны, известно, что NA=, где nс и nоб - показатели преломления сердцевины и оболочки. Используя алгебраические преобразования, найдем: NA=

или,где - разница показателей преломления сердцевины и оболочки световода.

Величина NA является важным параметром световода, определяющим допустимые углы ввода излучения в световод.

Величины и NA - характеризуют также устойчивость световода к внешним механическим воздействиям.

Описание стенда

Схема стенда представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема стенда для измерения диаграммы направленности и апертуры световодаСхема включает: источник питания ИП, блокировочный резистор R1, регулятор тока R2, светодиод VD1, микролинзу МЛ, оптическое волокно ОВ, штекер с выходным концом волокна Ш, устройство углового измерения УИ, фотодиод VD2, миллиамперметр мА.

Измеренные значения оптического излучения Pотн., падающего на фотоприемник в зависимости от его углового положения

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

I, мкА 46 35 31 22 14,5 7,5 5 4 3 2,5 2 1,5 1,5 1,4 1,3

-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 -14

I, мкА 40 29 22,5 13,5 10 6 4,5 3,5 3 2 1,8 1,7 1,5 1

Imax=46

Относительные значения мощности оптического излучения Ротн, падающего на фотоприемник от его углового положения (Ротн=I/Imax)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pотн0,76 0,67 0,48 0,32 0,16 0,11 0,09 0,07 0,05 0,04 0,03 0,03

-1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12

Pотн0,87 0,63 0,49 0,29 0,22 0,13 0,1 0,08 0,07 0,04 0,04 0,04

телесн = 35о

NA = sin = 0,57n0 = 1,46n = NA2 / 2n0 = 0,11


Похожие работы:

«Что? Где? Когда? (викторина для 5-6 классов) За месяц до проведения викторины в участвующих классах объявляется конкурс на самый интересный вопрос по темам курса: "Кулинария", "Машиноведение", "Материаловедение". Лучшие вопросы отби...»

«+ 497594623 ООО "Союзпромтех" Огнезащита решения, производство, продажи 199178,г. СанктПетербург, 17-я В.О. линия, дом 54, корпус 4, литер А ОГРН 1147847033234 ИНН 7801621813 КПП 780101001 ОКПО 3316279...»

«Перечень выданных Актов установления адресов за 2014 год № п/пОбъект Присвоенный адрес (прежние адреса) Дата утверждения Акта установления адреса Примечание 1 земельному участку, с кадастровым № 59:03:0400020:21 и расположенному на нем зданию с кадастровым № 59:03:0400020:68 ул. Маяковского, 35а,Пермски...»

«Уважаемые покупатели! Предлагаем товар для домашнего консервирования. Крышка для консервирования г.Елабуга –1,68коп. От 5 кор.-1,66 коп. От 10кор.-1,64 коп. от 50кор. – договорная. Крышка для консервирования "Дачница" –1,40коп. От 5 мешк.-1,38 коп в мешке 600...»

«x f(x) = 2 (x 1) Область определения функцииТочки, в которых функция точно не определена: x1 = 1 Точки пересечения с осью координат X График функции пересекает ось X при f = 0 значит надо решить уравнение: x = 0 2 (x 1)Точки пересечения с осью X: Ана...»

«ТУЛЬСКАЯ ОБЛАСТЬМУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ ЗАОКСКИЙ РАЙОНКОНТРОЛЬНО-СЧЕТНАЯ КОМИССИЯ МУНИЦИПАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ЗАОКСКИЙ РАЙОН 301000,Российская Федерация, Тульская область, Заокский район, Заокский РП, пл...»

«Реферат по Труду Тема: Салфетки Выполнила ученица 9 "В" класса средней школы №27 Илаева Т.А._ Барнаул, 2003 Празднично сервированный стол имеет свои особенности. И тот, кто придает значение не только кулина...»

«Инструкция и описание системы управления пользователями, осуществляющими межведомственное взаимодействие (только для специалистов с правами – "специалиста – администратора") Оглавление TOC \o 1-3 \h \z \u Список сокращений PAGEREF _Toc3716...»

«Сведения о доходах, расходах, об имуществе и обязательствах имущественного характера депутатов Думы Шелеховского муниципального района и членов их семей за отчетный период с 01 января 2015 года по 31 декабря 2015 года №ппФамилия, имя, отчество лица, замещающего должность муниципальной слу...»

«СЦ ЕНАРИЙ Литературной композиции "Поэзия Серебряного века" Ведущий: Сегодня мы собрались ив этом зале, чтобы поговорить об удивительном явлении в русской литературе – поэзии "Серебряного века". Поэзии первых двух десятилетий прошлого века, вм...»









 
2017 www.docx.lib-i.ru - «Бесплатная электронная библиотека - интернет материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.