Основы физической оптики

Задача No1
Имеется оптическое волокно со следующими параметрами nC – абсо-лютный показатель преломления сердцевины волокна, n0 – абсолютный по-казатель преломления оболочки волокна. Определить предельный (критический) угол (φП) падения луча на границу раздела сердцевина – оболочка, числовую апертуру оптического волокна (NA), апертурный угол (γП).

Задача No2
Излучение вводится из лазера в планарный оптический волновод с помощью прямоугольной призмы с показателем преломления n4. Определить, каким должен быть угол падения излучения на призму (α), чтобы при распространении излучения по волноводу выполнялось условие полного внутреннего отражения.

Задача No3
На дифракционную решетку (ДР) с числом рабочих щелей N и перио-дом решетки, равным d мкм, падает сигнал, содержащий 2 длины волны: λ1 и λ2. Определить минимально возможную разницу длин волн, которые могут быть разделены данной дифракционной решеткой. Рассчитать угловую и линейную дисперсии данной решетки. Определить разрешающую способность решетки, считая, что максимальная длина волны спектрального диапазона, падающего на решетку, соответствует λ2. Считая, что расстояние до экрана равно r, см, определить расстояние между максимумами 1го порядка, соответствующими длинам волн λ1 и λ2.

Задача No4
Определить уровень мощности и мощность сигнала на выходе оптического волокна (ОВ), а также мощность сигнала на входе оптического волокна длиной L км, если уровень мощности сигнала на передаче (на входе ОВ) равен pS, дБм, коэффициент затухание оптического волокна равен α, дБ/км.
Рассчитайте коэффициент поглощения оптического волокна β, 1/км.

Задача No5
Определить пороговый коэффициент усиления ППЛ с РФП, излучаю-щего длину волны λ0, соответствующий значению порогового тока, если коэффициент поглощения активного слоя равен α, показатель преломления активного слоя равен n, а длина резонатора активного слоя равна L.
Рассчитать углы расходимости излучения этого ППЛ, если размеры активной области равны LxWxd.
Определить основные параметры спектра ППЛ с РФП: число мод в спектре, расстояние между соседними модами, ширину спектра моды и доб-ротность основной моды резонатора, качество резонатора. Привести спектр ППЛ с РФП.

Задача No6
Рассчитать квантовую эффективность фотодиода на заданной длине волны λ, если ширина области поглощения W, мкм, а коэффициент поглощения материала соответствует заданной длине волны. Рассчитать чувствительность заданного фотодиода. Определить фототок при данной мощности излучения, падающей в зрачок фотодиода, если известна мощность излучения на выходе передатчика pS и затухание линии связи А.

год сдачи 2020