1. Grilă. Banda la 3dB a unei surse fotonice se determină prin : a. masurarea fluxului radiat în interiorul unghiului jumătate, ju mătate, şi este 2θ½ ; b. masurarea puterii reprezentnd 1 / √2 ! circa ",#"#$ din puterea puterea de %rf ; c. calcularea diferen&ei dintre lungimile de undă de la punctul b; d. calcularea diferenţei frecvenţelor la putere jumătate.
2. Grilă. 'e numeste profil de indice : a. (unc&ia ) caracteristica n = n( z) in care n este indicele de refractie si z coordonata longitudinala; b. aracteri!tica indice de refractie functie de di!tanta fata de a"# c. 'uprafata reprezentnd n = n(r) in planul trans%ersal al fi*rei; d. (unc&ia n = n(r) în care r este este raza miezului. $. +iagrama din figura prezinta caracteristica atenuarelungime de unda a fi*rei moderne numita -lo aterpea/0 :
a. 1e înseamnă 2loaterpea/0; cu care lungime de unda are a face +e ce 4ezonanta 56 care este la 738" nm, diminuata drastic 9 procesul de fa*ricatie a fost extrem de uscat!nu apa, nu 56$, daca nu este 56 nu mai este nici atenuare. utem spune ca este o *anda recuperata!%f ala$. +(: fi*ra cu atenuare mica la 738" nm!lungimea cu care are dea face$ +e ce entru ca tehnologia a e%oluat. *. . +enumi&i *enzile de comunica&ii optice ș i marca&ile direct in figură. 737" nm*anda originala!*anda %eche$ sau 5 7<<" nm*anda con%entionala sau 1 ana la 7="" nm*anda de lungi este 7="" nm*anda de ultralungi 'u* con%entionalape la 7><" nm*anda de scurte ?a stanga lui 1 scurte, la dreapta lui 1 lungi si ultralungi; in stanga lui ' catre 738" !inclusi% *anda 5$ este *anda extinsa sau .
%. @n imaginea din figură este reprodusă %aria&ia puterii optice de semnal în lungul fi*rei optice, aşa cum a fost ea determinată cu 5A+4ul.
a. +escrieti e%enimentele ce %ă sunt cunoscute. nstrument reflectometru care masoara cu mai multe langa de o*icei dar aici a%em o singura caracteristica cu in singur lam*da, care masoara distri*utia puterii optice dea lungul unei linii. ?a stanga emitator, la dreapta receptor. Cparatul calculeaza ca pe 7D.#" /m am a%ut #.=< d* atenuare.
b. +educe&i atenuarea specifică a fi*rei.
1. Grilă. (i*rele optice multimod a. au di!per!ie mare datorită propa&ării radiaţiei pe o mulţime de traiectorii# b. dispersia este totuși mai mică dect a fi*relor monomod; c. poate fi compensată de dispersia materialului; d. di!per!ia poate fi anulată ale&'nd corect profilul de indice.
2. +iagrama din figura se refera la trei dintre cele mai utilizate tipuri de fi*re optice.
Bifa&i raspunsurile corecte. Earcati direct in enun&, clar, fara ştersături.
a. 'E( F 'mall to medium fi*er b. +'( F +ispersionsplitted fi*er c. H+'( F on return to zero dispersion shifted fi*er d. umiti *enzile care apar in figura ! ferestrele de comunicatii$. otati direct in figura. 1e marime este pe a*scisă Earime pe a*scisa: lam*da Benzile de pe figura: *anda 5!737"$, 1!7<<"$
e. 1e este fi*ra cu caracteristică de dispersie cu maxim plat si desena&i %izi*il !şi clar$, direct pe figură, această caracteristică.
. n imaginea din figura este prezentat un sistem de transmisie pe fi*ra optica tipic:
1um se numesc elementele numerotate
1 . . . 1e rol are fiecare
*b!+ in loc de desenul de jos e doar I+E coupler cu lam*da pompa ce intra de jos in sus cu 7"=> nm in I+E coupler. n I+E coupler intra lam*da semnal. 7.laser neintrerupt!merge cu unda continua$; J. Eodulator in intensitate; <.conectoare; #.splice; =.conector demonta*il; 3.repetor)regeneratorrestaureaza semnalul!regeneratorFni%elul semnalului a fost adusa la cat era la intrare; repetorFmareste ni%elul de semnal; putem a%ea modulator demodulator$; >.receptorreaduce semnalul la %alorile initiale;
%. @n figură este prezentată o caracteristică ridicată cu reflectometrul 5A+4. xplica&i e%enimentele marcate cu cercuri.
1. Grilă. rofilul de indice gradat a fost creat : a. pentru a simplifica procesul de fa*rica&ie a fi*relor şi a preformelor; b. pentru a mări diametrului cmpului de mod !modefield diameter$ ; c. pentru a reduce di!per!ia modală# d. pentru creşterea numărului de moduri.
2. Grilă. 1ele mai a%antajoase traiectorii ale radia&iei în fi*ra optică sunt cele : a. de mod superior ; b. de mod inferior ; c. meridionale # d. elicoidale, cu refrac&ie în în%eliş !efectul Goos6Knchen$.
$. Grilă. +iodele laser cu semiconductor sunt integrate împreună cu o fotodiodă pentru a permite: a. sta*ilizarea curentului i, ; b. măsurarea aperturii numerice; c. mă!urarea nivelului radiaţiei de ie-ire# d. protec&ia diodei laser.
. (igura reprezintă o sec&iune %erticală printrun laser (a*rLMrot cu ghidare prin indice. a. 1are este direc&ia fascicolului laser pentru dioda din figură
dupa 'tephan Gits%i/, ricsson, AheorL of (i*er 5ptic 1ommunications +efini&i exact ! indu*ita*il$ direc&ia pentru pontarea raspunsului. erpendicular pe ecran catre fundalul clasei.
b. 1are sunt terminalele N anod )catod în desen 1atodjos!n,nO$; Cnodsus!p$;
%. (olosindu%ă de figură, numi&i *enzile pentru comunica&ii optice. 1u litere)cu%inte şi cifre !lungimi de undă$. 'crie&i direct în figură.
7.cea mai %eche J.old!5$ <.extended!$ care are inclusa si short!'$ !short este catre J$ 3.con%entional!1$ >.long!?$; dupa > ar urma ultralong
. Grilă. 'e da figura Building a Fibre Link ! titlul autorului$:
dupa 5ptical (i*res and Aelecommunications N 5ptical Cmplifiers N ?ect 7<.pdf Bifa&i răspunsurile corecte. Earca&i direct în enun&, clar, fără ştersături.
a. mplificatorul din fi&ura e!te In-Line Amplifier . b. 1ştigul său tipic este cel mult 7" !ori$. c. 0e&eneratorul cu * poate apărea de zeci de ori p'nă la implinirea unor lun&imi de mii de m. d. Cpar două tipuri de fi*ră !două culori)două nuan&e de gri$; una dintre ele poate fi Fibră dopată cu pământ rar ! compensează atenuări$. e. au poate
Fibră compensatoare de dispersie.
f. 'ensi*ilitatea tipica a receptorului este
– probabil; 80% nu prea
N >3 . . . N >D dBm. 1t e asta 1alculul. 'curtP
2. @n imaginea din figură este reprodus lin/ul optic ș i %aria&ia puterii optice de semnal în lungul fi*rei optice.
O elementele sa le iau din exercitiile anterioare
b. +a&i niste %alori tipice. 1ărui fapt i se datorează panta descrescătoare !constantă$ a caracteristicii emisie N 7mI recepti%e N <" nI 1arui fapt Ctenuarii specifice a fi*rei care este constanta
c. 1e semnificatie are 0Eargin0 ste rezer%a de putere pt compensarea degradarii transmiei in timp
$. Cmplificator 5ptic:
+esur%ire, Doped Fiber Amplifiers a. 1e func&ie indeplineste componenta de la intrare 1um se numeşte 'emnal de intrare intalneste -di%izorul de fascicol0!nu di%izeaza ci cumuleaza, este de fapt 15EB4$ aduna doua semnale de pe doua trasee. 'emalul de jos prin reflexie si pompa pe orizontala dintro dioda cu semiconductor9se intalnesc J lungimi de unda. Cpoi -focusing optics0 o lentila de microscop. 1ele doua lungimi de unda sunt incadrate pe miezul fi*rei, fi*ra e +5+ (B4 si segm de fi*ra dopata mareste ni%elul de semnal pe seama pompei. (i*ra lasereaza, si ca sa lasereze a re ne%oie de energie, energie luata de la pompa. 'emnalul de la iesire %a fi mult mai puternic, mare ni%elul. 1omponenta de la intrare este: multiplexor!doua lam*de intro singura cale$ 1um se numeste: sumator)com*iner
b. 1are sunt %alorile limită ale cştigului
!minim . . . maxim$.
7....7" la puterea <; in practica: 7"...7" la puterea <
c. care e mijlocul fizic ! procesul$ prin care fi*ra dopată cu pămnt rar amplifică ?aserarea; ca sa amplifice lasereaza
d. +e ce este necesar o*iecti%ul de microscop
! focusing optics$
entru ca miezul fi*rei este ingust. (ocalizare intrun spot foarte mic!cat miezul$
. Grila. Cctualele fi*re optice din silică au diametrul în%elişului : . de # N 8 Qm; asta e la miez 3. de cel mult 2%4 5m# . de cel mult 7 mm; asta e la plastic 6. %aria*il, în func&ie de profilul de indice. 4ezultatul e =Jx<.JF7J<;
$. +e ce este diametrul cmpului de mod mai mare decat diametrul miezului fi*rei
entru ca propagarea se petrece cu o mica contri*utie din partea in%elisului. E(+ e mai lat decat miezul do%ada ca lumina se propaga intro sectiune mai larga decat miezul. Csa e fenomenul fizic, lumina e propagata si de in%elis.
5. Se da sistemul optic de transport din fgura :
Rohn 'trand, Samino J""7 a. xplica&i schema punctnd rolul elementelor. +enumi&i *locurile. u citi&i schema, %ă rugăm. Explicaţi func&ionarea. 'chema este conexiune punct la punct, schema intinsa!a%em multe amplif$, schema de transport cu tronsoane de fi*ra pasi%a!unde sunt cercurile alea$ si intre ele a%em amplif optice. ?a intrare mai multe lam*da multiplexate de I +E, echidistante, cu %alori luate din ta*ele standard. 'e propaga la o distanta mare refacand semnalul de cate ori a scazut ni%elul prea mult, el se restaureaza cu amplif optic, in multe cazuri cam amplifica de 7""" de ori, se o*tine ni%elul de la plecare, iarasi mai face
7"" de /m s.a.m.d. Aoate lam*dele sunt trimise la locul lor la cate o fi*ra separata, fiecare la cate un receptor, n receptoare. (unctionare: 'e asigura un ni%el care sa poata fi detectat fara erori la receptie. B4: 7" la puterea 8 *. Rustifica&i prezen&a amplificatoarelor optice. i%elul scade in %irtutatea atenuarii liniei; restaurarea ni%elului. c. +a&i %alori tipice di%erșilor parametri : distan&e, cștiguri, ni%ele. +istante:7"" /m intre J repetoare 1astig:amplif optic amplifica de %reo 7""" de ori i%ele:de ordinul mI la plecare, la receptie 7""nI, transmisie normala
. @n figura de mai jos este prezentată schema *loc a unui amplificator optic profesional cu fi*ră dopată:
+educe&i func&ionarea și explica&i rolul componentelor. Cmplif cu fi*ra dopata marcata la 7<<" nm +(. esirea, intrarea, semnalul curge numai pe fi*rele de sus lementele: o dioda de pompaj 1opumping laser!semnalul curge de la stanga la dr$, o dioda de pompaj counter pumping laser!de la dr la stanga$ si pompaj *idirectional!se o*tine o energizare foarte *una 9fi*ra poate fi mai scurta$. I+E couplercuploare cu mux in domeniul lam*da, 7<<" nm si 7 micron amandoua trec. Eai a%em izolator: semnal numai de la st la dreapta; daca nu ar fi izolator pompa ar putea fi prezenta in linie, nu %rem pt ca e echi%alent cu zgomot. 1elalalt izolator protejeaza laserarea, tot ce %ine din linie nu trece. 'e protejeaza linia si amplificatorul cu astea J izolatoare. artea de reglaj. 'cop: scoatem din amplificator putere de iesire constanta, acelasi ni%el la iesire orice s ar intampla. Ctunci se face un reglaj C1!automatic poer control$ N semnalul este constant si sta*ilizat.
artea J. C%em o comanda electrica direct prop cu puterea optica din fi*ra. 1omanda electrica trimite la partea automatica. CG1)C1. 5 sa a%em o amplif mai mica sau mai mare care se dozeaza prin pompare. Eai a%em J reguloatoare de temperatura. +iodele de pompaj au putere mai mare decat semnalul.
$. 1onectoare :
(olosind figura, defini&i pierderile prin reflexie în jonc&iune)îm*inare. 'curt P @n marimi a*solute şi d3. 5rdine de mărime 1ilindri transparenti: ferule!dispoziti%e de aliniere; J plate sus 9reflexia orientata axial catre emitator si J cu capatul rotunjit in partea de jos9reflexia orientata inafara fi*rei scoase afara$
1. Din Componente specifce cateva intrebari despre fbre optice : Se da caracteristica din fgura :
a. xplicati figura. +e ce apar doua caracteristici entru ca nu sunt din aceeasi epoca. 56 de acum 7" ani, cu rosu recenta; ndicati pe diagrama:
b. dispersia 4aLleigh !4aLleigh scattering$ 7 linia care mar&ine!te domeniul &alben c. a*sor*tia 80 7 cea cu verde9 curba care !e !crie c!t " lambda la put aa d. rezonanta *: ! ater pea/$, care definesc caracteristica de a*sor*tie a sticlei N la 1$;4 nm9 vf *: 1omentati desenul.
e. cum se numesc)cum sunt notate *enzile de comunicatii optice N sa iau din ex anterioare
3. Prisma dreptunghica ‘lama de cutit’ / ‘knie-edge’
Eultiplexor!%in J linii si ies in acelasi fascicol$. 5 prisma dreptunghica este T/nifeedgeU cand muchia dintre fetele care fac unghi drept e ascutita !ca o lama de cutit$. (e&ele care fac unghiul drept se metalizeaza cu Cg, Cu, alte materiale. Vnul din criteriile de performanta este ca un fascicol perpendicular pe ipotenuza sa genereze un fascicol de iesire ! du*lu reflectat$, paralel cu cel incident. 4eflexie interna totala F nu sunt pierderi, A4.
. (olosind figura, deduceti !definiti$ raza minima de curbura a unei fi*re optice.
4aza minima de cur*uraF raza minima admisi*ilaFla cea care nu a%em refractie deloc. J"7D mm +upa ce sa indoit maxim, mai a%em si refractie9se pierde o parte din lumina. 4 minFcur*ura maxim, inco%oiere maxima
11. njec&ia radia&iei în ghidul plan :
a. xplicati figura. ntroducerea luminii din lumina in %idF injectarea lumini; 'tratul cu indice n7 miezFfilm de ghidare. +aca e asa de su*tire atunci e greu de tintit cu laserul. Vneori lentila lipseste, daca lipseste a%em urmatoarea situatie:
'e pot asuma pierderile: luam un laser mai mare de 7"" de ori si pierdem 8"W. n figura a%em: Vn fascicol in plan parallel, 5 lentila care focalizeaza lumina pe miez, si niste distri*utii cre sunt niste campuri !intensitatea campului el in raport cu distanta fata de ax$. C%em un sist optic cu lentil con% concetreaza lumina pe miezul ghidului plan.
b. 1um se numesc cele trei straturi ale ghidului Rossu*strat; inchis la culoarefilm de ghidare; deasupraacoperamant!co%er)super strat$
c. 1e reprezinta functiile !(<), um(<) Vmdistri*utia campului in material; sdistri*utia campului in aer li*er +istri*utia intensitatii campului electric in raport cu distanta fata de a xul ghidului.
d. 1e relatie este intre n1 si n2 79nJ
e. +efiniti efectul GoosX 6Knchen !efectul tunel$. 5 parte din lumina se prelinge in in%elis, distri*utia lui . a%em si cand am trecut de filmul de ghidare.
12. Grila : @n figura următoare este prezentat un cuplaj laserghid optic, larg utilizat în practică :
după Iilliam ' 1 1hang Fundamentals of Guided!a"e #ptoelectronic De"ices, J"7".
a. ?entila Y Lens Z &ine de dioda laser si este încorporată în capsulă înainte de pigtail. b. ?entila e în conectorul de fi*ră. ste sferică. c. oate fi un o*iecti% de microscop. d. entru la!er cu !emiconductor e!te preferabil ca lentila !a fie cilindrică. e. 5ricum, din întregul sistem optic ! sursă [ mediu de transmisie ) ghid [ receptor de radia&ie$, acest cuplor se caracterizeaza prin pierderi maxime. 'ţi d3 > ! aproximati%; scrieti chiar aici, pe aceasta foaie$. ?ai mult de 14 db. 1$. Grilă : @n imaginea din figură :
a. (luxul incident si fluxul din ghid interferă. b. ,lu"ul incident crează Guided Wae @n &Aid. c. (igura reprezinta un senzor de presiune la reflexie. d. Vn senzor de presiune la transmisie. e. Bn cuplor. 1. 'e da modulatorul electrooptic din figura :
Earcati toate terminalele direct pe figura ! O\ cc, Gnd, in ) out etc$. -
-
'tangafi*ra de intrare; dreaptafi*ra de iesire 1u gri metallicmufa radio frec%entaintrare de semnal modulator 1ele 3 ]]] prima masa; mijloc O\cc; a treia masa Aoate impreuna: conectare electrica
21. Folosind fgura :
a. +efiniti circulatorul si explicati cum functioneaza circulatorul din figura. b. ce alte tipuri de circulatoare cunoasteti 1irculatoarele optice pot sa ai*e mai multe porturi, de intrare si de iesire. +ef: disp electrooptic cu mai multe porturi!intre 3 si <$ care conduce radiatia intrun singur sens. (unctionarea:
1e alte tipuri: cel care are toate legaturile intre porturi, circulatoarele care au mai multe porturi.
