| |
|
|
| |
Конфигурация C3-лазера
Расположением лазеров на одной прямой достигается возможность получить на выходе электромагнитное излучение в виде пучка света одной длины волны. К тому же такой лазер становится перестраиваемым и его можно быстро переключать с одной длины волны на другую. Применение С -лазеров может сыграть большую роль в дальнейшем развитии систем оптической связи и позволит существенно увеличить скорость передачи информации. Кроме того, возможность перестройки лазера расширит сферу его применения за пределы систем оптической связи. Например, его можно будет использовать в качестве оптоэлектронного логического элемента систем обработки информации, работающих со скоростью несколько гигабит (10^9 бит) в секунду.
Конфигурация, соответствующая C-лазеру и представляющая собой пару лазерных диодов с сильной оптической связью, полученных разделением одной диодной заготовки путем скалывания на два резонатора типа Фабри—Перо, впервые была получена и исследована в Физическом институте им. П. Н. Лебедева АН СССР в 1965 г. Материалом для рассматриваемого в статье C-лазера служит четверная система индий-галлий-фосфор-мышьяк, также впервые реализованная в лазерной гетероструктуре в этом же институте.
Поскольку главные элементы оптического канала связи — лазер, или генератор сигналов, и волоконный световод, или передающая среда, — тесно связаны, то, прежде чем перейти к оценке достоинств C-лазера, рассмотрим вначале, как работает оптическое волокно.
Число возможных путей (или мод) распространения в каком-либо заданном волокне определяется диаметром сердцевины, величиной градиента показателя преломления между сердцевиной и оболочкой и длиной волны света. Когда диаметр сердцевины или градиент показателя преломления велики, свет может распространяться по многим путям; такое волокно называют многомодовым. С уменьшенном диаметра или градиента уменьшается и число мод. При достаточно малых значениях этих показателей световод становится одномодовым.
В многомодовом волокне импульс монохроматического света «путешествует» по всем модам, т. е. по всем возможным зигзагообразным путям. Длина каждого пути отлична от длин всех других путей, поэтому время передачи сигнала по каждой из мод неодинаково. Вследствие этого явления световой импульс становится шире, он «размазывается». Так как информация кодируется импульсами, «смазывание» ограничивает скорость передачи информации (она выражается в битах, или двоичных знаках, в секунду), а также расстояние между повторителями (промежуточными усилителями сигналов). Этого можно избежать, если использовать одномодовое волокно.
Теперь допустим, что в световом импульсе содержится определенный ряд волн. Свет с различными длинами волн распространяется в заданном материале с различными скоростями. Вследствие этого световой импульс станет шире даже в одномодовом волокне. Это явление называется материальной дисперсией. Примечательно, что ход дисперсии меняет направление (в современных волокнах, в которых в качестве основы используется кварцевое стекло) в инфракрасной области спектра при длине волны около 1,33 мкм. Играть в азартные игры на деньги с выводом выигрыша на банковскую карту или электронный кошелек.
|
|
| |
|
|
|