Elektronika 2009-11.pdf - Instytut SystemÃ³w Elektronicznych

More documents

Recommendations

Info

Światłowody scyntylacyjne W środowiskach o podwyższonym poziomie promieniowania jonizującego wykorzystywane są do pomiarów rozłożonych światłowody scyntylacyjne. Domieszka scyntylacyjna (najczęściej w światłowodzie z PMMA) jest powodem generacji światła we włóknie. Generowane światło jest prowadzone z sieci czujników światłowodowych do detektorów promieniowania. Optyczna sieć pomiarowa włókna integruje promieniowanie jonizujące w znacznym obszarze z możliwością badania rozkładu przestrzennego. Światłowody Czerenkowa Szklane włókna optyczne Czerenkowa są analogiczne do ultraniskostratnych wielomodowych światłowodów telekomunikacyjnych, tylko posiadają większą wartość apertury numerycznej. Umieszczenie takiego światłowodu w obszarze rozprzestrzeniania się lub rozpraszania wysokoenergetycznych cząstek elementarnych np. elektronów powoduje generację w światłowodzie promieniowania Czerenkowa. Promieniowanie Czerenkowa detekowane na końcu matrycy światłowodów pozwala na pomiar energii cząstek i kierunku ich rozprzestrzeniania się. Elastyczne obrazowody światłowodowe Rozdzielczość elastycznych obrazowodów światłowodowych złożonych z wielu luźnych włókien szklanych o niewielkiej średnicy rzędu 20 µm, osiąga kilkaset tysięcy pikseli przy wymiarach poprzecznych rzędu pojedynczych mm i podłużnych rzędu 2 m. Włókna nie mogą splątać się ani elektryzować we wspólnej obudowie. Są pokryte środkiem poślizgowym i zapobiegającym przesłuchom optycznym pomiędzy nimi, np. grafitem. Podstawowe parametry to rozdzielczość w parach linii na mm, odporność mechaniczna, neutralność barwowa, odporność na promieniowanie RTG, integracja ze światłowodami oświetlającymi, itp. Wydaje się, że bezpośrednie systemy endowizyjne w medycynie i technice będą w przyszłości bazowały na subminiaturowych detektorach ccd i zimnym oświetleniu led. Światłowody funkcjonalne Włókna optyczne funkcjonalne obejmują rozszerzające się spektrum elementów takich jak: sprzęgacze, rozgałęziacze, elementy gradientowe typu grin, transformatory modowe, i wiele innych. Światłowody czujnikowe Włókna optyczne uczulane, specjalizowane do detekcji wielkości mechanicznych i termicznych; optycznych jak refrakcji i koloru, mętności, strat; chemicznych jak stężenia jonów; geometrycznych jak kształtu, odległości, pozycji, ruchu, itp. Światłowody znieczulane W pewnym sensie odwrotnością światłowodów czujnikowych są włókna optyczne znieczulane uodporniane na konkretne oddziaływania np. na promieniowanie jonizujące, atermiczne dla dystrybucji wzorcowych sygnałów zegarowych, itp. Światłowody krótkie Odmienna specyfika zastosowań takich światłowodów każe wyróżnić je spośród innych rodzajów włókien szklanych. Mogą służyć do szybkich multigigabitowych połączeń optycznych wewnątrz szaf elektroniki, pomiędzy płytami a nawet wewnątrz płyt. Moc optyczna w szkle światłowodowym Podstawowym przeznaczeniem niskostratnego szkła światłowodowego jest niezniekształcona transmisja ciągłej fali lub modulowanego sygnału optycznego, o dość znacznej gęstości mocy optycznej, na znaczne odległości. Szkło jest uformowane w postaci włókna optycznego o cylindrycznym gradiencie refrakcji. Moc optyczna jest ograniczona refrakcyjnie w szkle klasycznym lub dyfrakcyjnie i interferencyjnie w szkle fotonicznym do obszaru rdzenia optycznego o typowej średnicy w światłowodach transmisyjnych 50...62,5 µm (pole fali optycznej jest równe obszarowi rdzenia) we włóknie wielomodowym i ok. 5...10 µm we włóknie jednomodowym (pole fali optycznej jest nieco większe od obszaru rdzenia - ze względu na w wnikanie w obszar płaszcza). W światłowodach szklanych przeznaczonych do transmisji dużej mocy optycznej średnica rdzenia jest większa np. 100...700 µm. W transmisyjnych szklanych włóknach optycznych, szczególnie jednomodowych, gęstość mocy optycznej może być znaczna, na pograniczu efektów nieliniowych w szkle, z powodu małej powierzchni rdzenia optycznego. Dlatego istotna jest znajomość zasad wprowadzania mocy optycznej i jej ilości do włókna optycznego ze szkła światłowodowego. Dla szklanego włókna optycznego z gradientem refrakcji można zdefiniować przestrzeń fazową o współrzędnych: kwadrat apertury numerycznej NA 2 jako rzędną i odległość radialną od osi włókna szklanego w kwadracie r 2 jako odciętą. Ta przestrzeń definiuje moc optyczną możliwą do wprowadzenia we włókno szklane. Przestrzeń ta dla szkła światłowodowego jest ograniczona poprzez wartość apertury numerycznej włókna, zmiany apertury numerycznej lokalnej, oraz przez promień rdzenia optycznego a. Maksymalna wartość apertury numerycznej (z definicji) występuje w szklanym włóknie gradientowym na osi, gdyż ogólnie zachodzi we włóknie gradientowym zależność NA = NA(r) i zwyczajowo za NA (bez oznaczeń) przyjmuje się wartość NA(r = 0) = sinθ max , gdzie θ max - maksymalny kąt akceptacji promienia światła przez włókno szklane. Wartość apertury numerycznej w szklanym włóknie optycznym gradientowym, na granicy rdzeń - płaszcz, tam gdzie ulega zrównaniu refrakcja obu obszarów NA(a) = 0. Efektywna część przestrzeni fazowej jest tym obszarem, w którym moc optyczna może się rozprzestrzeniać w szkle bez tzw. strat falowodowych. Straty falowodowe to są straty we włóknie nie wynikające z absorpcji fali optycznej w szkle, a z wypromieniowania na zewnątrz szkła. Cała efektywna przestrzeń fazowa szklanego włókna optycznego może być podzielona na pewne podobszary, związane z charakterystycznymi wielkościami NA, a oraz strat falowodowych. Na rysunku przedstawiono obrazy przestrzeni fazowych dla włókien optycznych ze szkieł światłowodowych o dwóch różnych gradientach refrakcji - skokowym i parabolicznym. W szklanym włóknie optycznym z gradientem refrakcji, w którym istnieje efektywny mechanizm objętościowego ograniczenia kwantowego fali świetlnej, rozprzestrzeniające się wewnątrz promienie światła można zgrupować w kilka kategorii. Po pierwsze dzielimy promienie na silnie związane z włóknem szklanym (podlegające silnemu ograniczeniu kwantowemu) oraz słabo związane z włóknem (podlegające ograniczeniu coraz słabszemu aż w ogóle nie podlegające takiemu ograniczeniu). Wszystkie promienie zajmują obszar ograniczony prostokątem - rys. a dla włókna szklanego o skokowym profilu refrakcji i trójkątny dla profilu refrakcji parabolicznego - rys. b. Nie koniecznie cały dostępny obszar w przestrzeni fazowej włókna szklanego musi być pobudzony. Na rys. c przedstawiono przypadek pobudzenia 122 ELEKTRONIKA 11/<strong>2009</strong>
a) b) c) włókna szklanego falą świetlną tylko do połowy wartości apertury numerycznej oraz do połowy promienia obszaru rdzeniowego. Na rysunku d jako i i ii oznaczono promienie światła ściśle związane z włóknem szklanym, czyli ściśle podlegające ograniczeniu kwantowemu. W tym, i- są to promienie niskiego rzędu znajdujące się cały czas wzdłuż włókna szklanego blisko jego osi. Jako ii- oznaczono promienie wysokiego rzędu odległe od osi włókna szklanego, a bliskie granicy obszarów szkła rdzeńpłaszcz. Jako iii - oznaczono promienie światła częściowo związane z włóknem szklanym, słabo podlegające ograniczeniu kwantowemu. Moc optyczna takich promieni powoli opuszcza włókno szklane, stąd mówimy o nich jako o promieniach radiacyjnych, co jest równoważne z ich wysokimi stratami. Na rysunku zaznaczono umownie wzrastający poziom strat radiacyjnych promieni światła słabo związanych z włóknem szklanym. W ujęciu optyki geometrycznej mówimy, że te promienie posiadają kaustykę na promieniowanie. Im promienie są słabiej związane z włóknem tym ta kaustyka jest bardziej odległa od osi światłowodu i tym głębiej wchodzi w obszar płaszcza. Kaustyka promieni niskiego rzędu (i) tworzy powierzchnię cylindryczną (lub elipsoidalną) znajdującą się całkowicie wewnątrz obszaru szkła rdzeniowego i położoną blisko osi włókna. Kaustyka promieni wyższego rzędu powoli zbliża się do granicy szkieł rdzeń-płaszcz. Po przekroczeniu tej granicy promienie światła o takiej kaustyce zaczynają wypromieniowywać moc optyczną na zewnątrz włókna szklanego. Ilość i sposób wypromieniowywanej fali świetlnej z włókna szklanego (przez powierzchnię boczną) zależy od sposobu i zakresu (obszaru) przecięcia kaustyki z granicą szkieł rdzeń-płaszcz. Grupy parametrów szklanego włókna optycznego d) Przestrzeń fazowa (obszar pobudzania mocą optyczną w przekroju poprzecznym) dla optycznego, wielomodowego włókna szklanego; a) włókno szklane o skokowej zmianie refrakcji, b) włókno szklane o parabolicznej zmianie refrakcji, c) pobudzenie połowiczne włókna szklanego mocą optyczną do wartości połowy kąta aperturowego włókna, d) zobrazowanie rodzajów fal (skwantowanych promieni światła) w optycznym włóknie szklanym: i i ii - promienie silnie związane z włóknem szklanym niskiego i wysokiego rzędu, iii - promienie słabo związane z włóknem szklanym Phase space of a multimode optical fiber defined as a geometrical and angular area in the fiber cross section excited by optical power; Angular acceptance capabilities of optical fiber is defined by numerical aperture NA and geometry by diameter of optical core 2a; a) optical fiber of step index profile; b) optical fiber of parabolic refractive index profile; c) excitation of an optical fiber up to the half value of numerical aperture; d) imaging of optical fiber wave modes: i and ii wave modes strongly bound to the optical fiber refractive structure, iii - wave modes weakly bound to the fibre - called leaking Szkło światłowodowe w postaci objętościowej i najczęściej bez gradientu refrakcji nie ma sensu. W niniejszym artykule rozpatrujemy szkło światłowodowe w postaci objętościowej wyłącznie jako forma przejściowa preformy światłowodowej prowadząca do wytworzenia szklanego włókna optycznego. Tak więc rozpatrywanie właściwości szkła światłowodowego jest równoważne z rozpatrywaniem tego szkła w postaci włókna optycznego. To zmienia wiele, a podstawowe przyczyny to znaczna długość drogi optycznej fali świetlnej w szkle oraz poprzeczne ograniczenie refrakcyjne i geometryczne dla fali. Parametry szklanego włókna optycznego zawierają grupy wielkości mechanicznych, termicznych, optycznych i wrażliwościowych, analogicznych do parametrów wyjściowego szkła światłowodowego, a oprócz tego zawierają wiele wielkości związanych wyłącznie ze strukturą włóknistą ośrodka szklanego. Te ostatnie parametry nazywamy falowodowymi (światłowodowymi). Wśród parametrów światłowodowych można wyróżnić wielkości materiałowe i sygnałowe: • parametry czasowe i częstotliwościowe: grupowy czas opóźnienia, pasmo, dyspersja materiałowa, falowodowa, chromatyczna, dyspersja profilu refrakcji, dyspersja polaryzacyjna, • parametry energetyczne: gęstość transmitowanej mocy optycznej, poziom zjawisk nieliniowych, rozpraszanie stymulowane, • parametry refrakcyjne i falowe: długość fali odcięcia, polaryzacja, średnica pola modowego, profil refrakcyjny, tłumienność i zakres spektralny przezroczystości, • parametry wrażliwościowe: czułość na oddziaływania środowiskowe, trwałość, dewitryfikacja, itp. ELEKTRONIKA 11/<strong>2009</strong> 123
Page 5 and 6:
konstrukcje technologie zastosowani
Page 7 and 8:
Streszczenia artykułów • Summar
Page 9 and 10:
Page 11 and 12:
Page 13 and 14:
Medical pattern intelligent recogni
Page 15 and 16:
Fig. 2. Start graph Z and the set o
Page 17 and 18:
Both models are created of the basi
Page 19 and 20:
• in some cases in the methods of
Page 21 and 22:
4. Random operators: three types of
Page 23 and 24:
useful. In work [1] is stressed, th
Page 25 and 26:
Tabl. 1. Fuzzy sets of the objects,
Page 27 and 28:
In addition, one has to remember th
Page 29 and 30:
The correction of digital images ob
Page 31 and 32:
Tabl. 4. MD error before and after
Page 33 and 34:
tionship then determines which indi
Page 35 and 36:
this goal. A user’s public key au
Page 37 and 38:
a) will be or could be broken, or b
Page 39 and 40:
Ontology-based approach to scada sy
Page 41 and 42:
erarchy of vulnerability classes wi
Page 43 and 44:
and the set of tasks is divided int
Page 45 and 46:
tasks: T 0 , T 4 , T 5 , T 6 and T
Page 47 and 48:
According to presented function CSF
Page 49 and 50:
The efficient data authentication i
Page 51 and 52:
Fig. 3. Example run of three rounds
Page 53 and 54:
Fig. 2. Possible scenarios of data
Page 55 and 56:
e necessary, in worst case - also s
Page 57 and 58:
dicates the number of tasks at the
Page 59 and 60:
• information on their state come
Page 61 and 62:
• data regarding their identity (
Page 63 and 64:
k = 1, 2, ..., m and m is the numbe
Page 65 and 66:
more powerful statistical (algorith
Page 67 and 68:
Signal to Noise Ratio (PSNR). We pr
Page 69 and 70:
[23] W3C - Web Services Glossary -
Page 71 and 72:
Associated with every N-point M-dim
Page 73 and 74:
The SMS-B system architecture (Sour
Page 75 and 76: Technika próżni i technologie pr
Page 77 and 78: wniosku i w konsekwencji za rok 200
Page 79 and 80: Poniżej przedstawiono krótki kome
Page 81 and 82: Wspomnienie Edward Leja (1937-2009)
Page 83 and 84: Zastosowanie technik immunoenzymaty
Page 85 and 86: z pasty węglowej, zaś odniesienia
Page 87 and 88: [33] Biani A., Centi S. Tombrlli S.
Page 89 and 90: Problemem bowiem w pracach instytut
Page 91 and 92: 1985 - Zdzisław Dorywalski 1986 -
Page 93 and 94: Rys. 4. Uroczyste wręczanie świad
Page 95 and 96: Imię i Nazwisko Patenty Wzory uży
Page 97 and 98: zadań określonych przez użytkown
Page 99 and 100: Ocena sugerowanych w ankiecie metod
Page 101: Zaprenumeruj wiedzę fachową 2010
Page 104 and 105: Radary pasywne - nowa technika radi
Page 106 and 107: c) stopniowo przesuwać jeden przeb
Page 108 and 109: W przypadku wykorzystania nadajnika
Page 110 and 111: kreślić to, że owale Cassiniego
Page 112 and 113: Dla każdego kierunku odbieranej fa
Page 114 and 115: chomych, które w ogólnym przypadk
Page 116 and 117: Rys. 19. Fragment zobrazowania SS3
Page 118 and 119: Zbigniew Czekała jest projektantem
Page 120 and 121: • wytypowaniu statków zobowiąza
Page 122 and 123: • używanie właściwego osprzęt
Page 124 and 125: W jednomodowym szklanym włóknie t
Page 128 and 129: Parametry materiałowe szklanego w
Page 130 and 131: 126 ELEKTRONIKA 11/2009
Page 132 and 133: Literatura [1] Yamane M., Asahara Y
Page 134 and 135: Rys.1. Przebiegi testowe na wyprowa
Page 136 and 137: nież pasmo emisji od około 500 MH
show all

Elektronika 2009-11.pdf - Instytut SystemÃ³w Elektronicznych

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?