|
Kategorie: Diplomové, bakalářské práce |
Tento dokument chci!
Tato práce se zabývá problematikou vícekanálových bezkabelových spojů s vyšším dosahem určeným pro komunikaci ve volném atmosférickém prostředí. Je proveden rozbor šíření optického svazku atmosférickým prostředím a popsány různé vlivy, které působí na kvalitu přenášeného signálu. V práci je provedena simulace duálního optického spoje, kterou jsou zjištěny energetické bilance optických zdrojů pracujících na vlnových délkách v atmosférických oknech v oblasti 850 a 1550nm. Je také zkoumáno rozložení optické intenzity vevysílací části. Na závěr práce jsou proveden měření, která ověřují správnost simulací a také použitých komponent bezdrátového spoje.
Základem vlnové optiky Helmholtzova rovnice [1], která několik možných úprav.2)
kde souřadnice podélné osy směru šíření vlny vlnové číslo.
Nicméně velmi hrubém přiblížení možné uvažovat soustředění energie velmi úzkého svazku (paprsku).
Za předpokladu, obálku lze lokálně považovat rovinnou vlnu, jejíž normála vlnoploše směr
paraxiálního paprsku, lze řešením rovnice (4. Normály pak vytvářejí úzký kužel prostoru.
Elektromagnetické vlnění vyzařované laserem rovině kolmé směr šíření obvykle Gaussovo
rozložení velikosti optické intenzity optické ose intenzita vlny maximální, následně velikost intenzity
radiálně klesá souladu Gaussovou funkcí). Aproximace
světelné vlny Gaussovými svazky však možná pouze případě tzv. Potom lze
komplexní obálku Gaussova svazku přepsat tvaru [1]:
. krčku.1)
kde značí intenzitu vlnění, souřadnice podélné osy (směr šíření vlny) vlnové číslo.GAUSSŮV SVAZEK
Z důvodu vlnové povahy světla není možné, aby byla energie soustředěna pouze vymezeného prostoru.
Komplexní obálka vyhovuje paraxiální Helmholtzově rovnici pro posunutí konstantu pokud tato
konstanta čistě imaginární jz0, kde reálná hodnota představuje tzv.
Z vlnové rovnice jsme schopni určit minimální úhlovou divergenci normál vlnoploše pro danou šířku
svazku. Při detekci světla tato kvanta zaznamenávají.
Světelné vlny principiálně mohou šířit dvěma způsoby. paraxiálních vln.
Za určitých podmínek lze šíření světelné vlny aproximovat šířením tzv. obě strany krčku Gaussův
svazek postupně rozšiřuje.3)
kde konstanta, souřadnice podélné osy směru šíření vlny vlnové číslo. Paraxiálními vlnami jsou
takové vlny, jejichž normály vlnoploch svírají směrem šíření vlny velmi malý úhel. Gaussových svazků. Pro komplexní amplitudu platí [1]:
( )jkzrArU exp (4.
Světlo emitováno kvantech energie.
Jedním možných řešení paraxiální Helmholtzovy rovnice Gaussův vlnový svazek. Úhlovou
divergencí nazýváme jev, kdy paprsek rozbíhá, roste jeho tloušťka (zvětšuje jeho stopa). Rayleighovu vzdálenost). Vlnoplochy jsou krčku rovinné, postupně zakřivují.1) dospět vztahu [1]:
(
+
−=
z
yx
jk
z
A
rA
2
exp
22
1
, (4. Světlo lze tedy
definovat jako elektromagnetické vlnění detekované energetických kvantech, proto mluví dualismu světla. Výkon Gaussova
svazku soustředěn střed úzkého kužele. Sférická vlna se
šíří jediného bodu, takže také normály vlnoploch vycházejí pouze jediného bodu.
Ve směru šíření Gaussův svazek minimální šířku tzv.
Pro vakuum Helmholtzova rovnice tvar:
022
2
2
2
=
∂
∂
−
∂
∂
+
∂
∂
z
A
kjA
yx
, (4. Rozložení intenzity příčné rovině dáno kruhově symetrickou
Gaussovou funkcí, která osu shodnou osou svazku. Normály rovinné vlny jsou paralelní sobě navzájem hlavnímu směru šíření.
V dalších úvahách budeme předpokládat, Gaussova vlna modulovaná proměnnou funkcí polohy,
nazývanou komplexní obálka nebo komplexní amplituda A(r).26
4.
Není ovšem reálné předpokládat, paprsek šíří volným prostorem bez úhlové divergence. Prvním případem rovinná vlna, druhým je
sférická vlna
