Efnisyfirlit[Fela][Sýna]
Efnislegur hlutur sem beinir rafsegulbylgjum inn í ljósrófið er kallaður ljósbylgjuleiðari.
Gagnsæir rafbylgjuleiðarar úr plasti og gleri, auk ljósleiðara, eru dæmigerð form ljósbylgjuleiðara.
Staðsviðið þar sem ljós getur breiðst út er takmarkað af sjónbylgjuleiðara, sem er staðbundið tæki til að beina ljósi.
Venjulega hefur bylgjuleiðari hluta þar sem brotstuðullinn er hærri en umhverfismiðillinn (kallaður klæðning).
Í þessari grein munum við skoða meginreglur sjónbylgjuleiðarans, nokkur dæmi og margt fleira.
Kynning á sjónbylgjuleiðara
Grundvallarbyggingareiningar ljóseindatækja eru sjónbylgjuleiðarar sem beina, tengja, skipta, deila, margfalda og tvíþætta ljósmerki.
Með því að nota planar tækni, sem er í ætt við örrafeindir, er hægt að sameina óvirka bylgjuleiðara, rafoptíska íhluti, senda, móttakara og akstursraftæki á eina flís.
Afköst bylgjuleiðaratækja eru háð ýmsum þáttum, þar á meðal rúmfræði, bylgjulengd, upphafssviðsdreifingu, efnisupplýsingum og rafljósaakstursskilyrðum, þrátt fyrir að virkni þeirra hafi verið mikið rannsökuð og skilin.
Áður en græja er gerð þarf að stilla ákveðnar færibreytur. Vegna þess að það þarf svo mikið fjármagn til að búa til flís er nákvæm líkan nauðsynleg fyrir stórar ljósa rafrásir.
Bylgjuleiðarahamur, hamtenging, tap og ávinningur, svo og sending ljósmerkja, eru allir hermir í sjónbylgjuleiðarahönnun.
Bylgjuleiðarbúnaðinum er lýst í einum hluta færslugagnanna með rúmfræði þess, framleiðslustuðlum og efnisföstum.
Bylgjuleiðargögnin ættu helst að vera sett inn með því að nota verkskipulag með hugbúnaði sem getur einnig stjórnað framleiðslubreytum.
Til að stilla tölulegar útreikningar inniheldur innsláttur gagna einnig annan þátt. Í fullkomnum heimi myndu inntakskerfi fela eða takmarka sérstöðu tölulegra útreikninga.
En þar sem bylgjuleiðarlíkan notar oft flóknar tölulegar aðferðir þarftu að þekkja suma þætti undirliggjandi talna.
Ljósrænar hringrásir eru smíðaðar með því að nota bylgjuleiðara. Hornrétt á leiðina meðfram miðju ölduleiðarans er skilgreining á breidd ölduleiðara, hvort sem hún er föst eða breytileg.
Grunnskólastjóri sjónbylgjuleiðara
Eins og sést á myndinni er hægt að nota geometrísk eða geislaljósfræðihugtök til að koma á framfæri grundvallarhugmyndum sem liggja til grundvallar ljósbylgjuleiðurum.
Brotbrot er ferlið þar sem ljós sem fer inn í efni með hærra brotstuðul beygir sig í átt að eðlilegu.
Lítum á ljósið sem berst inn í gler úr loftinu. Svipað og ljós sem hreyfist í hina áttina, frá gleri í loft, fer sömu leið og víkur frá því sem venjulega er. Vegna samhverfu tímaviðsnúnings leiðir þetta af sér. Það er hægt að kortleggja hvern geisla í loftinu að geisla í glerinu.
Einn á einn samband er til. En sumir ljósgeislanna í glerinu missir af vegna ljósbrots. Heildar innri endurspeglun, sem fangar ljósið sem eftir er í glerinu, er vélbúnaðurinn í vinnunni.
Í horn yfir mikilvæga hornið falla þau á gler-loftsnertingu. Í flóknari samsetningum byggðum á virkni Green, tengjast þessir viðbótargeislar stærri þéttleika ríkja.
Í rafbylgjuleiðara getum við fanga og beint ljósinu með því að nota heildar innri endurspeglun. Rauðir ljósgeislar endurkastast af efri og neðri yfirborði miðilsins með hávísitölu.
Svo lengi sem hellan beygir sig smám saman er hægt að beina henni jafnvel þegar hún sveigir eða beygir. Ljósi er stýrt meðfram háum glerkjarna í lægri glerklæðningu samkvæmt þessari grundvallarreglu í ljósleiðara.
Rekstur bylgjuleiðara er aðeins í grófum dráttum sýndur með geislaljósfræði. Fyrir fullsviðslýsingu á rafbylgjuleiðara er hægt að leysa jöfnur Maxwell með greiningu eða tölulega.
Dæmi um Optical waveguide
Rafmagnsplötubylgjuleiðarar, einnig þekktir sem planar bylgjuleiðarar, eru kannski undirstöðu tegund sjónbylgjuleiðara.
Bylgjuleiðaragrind, hljóðljóssíur og mótunartæki eru aðeins nokkur tæki á flís sem geta notað plötubylgjuleiðara vegna einfaldleika þeirra.
Hellubylgjuleiðarar eru líka oft notaðir sem leikfangamódel.
Þrjú lög af efnum, sem hvert um sig hefur sérstakan rafstuðul, eru sameinuð til að mynda bylgjuleiðarann, sem getur teygt sig endalaust í áttir samsíða viðmótunum á milli þeirra.
Ef miðlagið hefur hærra brotstuðul en ytri lögin er ljós í miðlaginu í gegnum heildar innri endurkast.
Nokkur dæmi um tvívíddar bylgjuleiðarann
Stripdu bylgjuleiðara
Í grundvallaratriðum er ræma af laginu sem er kreist á milli klæðningarlaga það sem myndar ræmubylgjuleiðara.
Leiðarlag bylgjuleiðarans á plötunni er bundið í báðar þverstefnur frekar en eina, sem leiðir til einfaldasta dæmið um rétthyrndan bylgjuleiðara. Bæði samþættar ljósrásir og leysidíóða nota rétthyrnd bylgjuleiðara.
Þeir þjóna oft sem grunnur að sjónrænum hlutum eins og Mach-Zehnder víxlmælum og bylgjulengdardeild margfaldara. Margir sinnum eru rétthyrnd sjónbylgjuleiðarar notaðir til að byggja upp holrúm leysidíóða.
Planar tækni er venjulega notuð til að búa til sjónbylgjuleiðara með rétthyrndri lögun.
Rib bylgjuleiðari
Í rifbylgjuleiðara er leiðarlagið í meginatriðum hella með ræmu (eða mörgum ræmum) ofan á hana.
Í marglaga rifbeinsbyggingum er nær eining lokun möguleg sem og lokun bylgjunnar í tvívídd í rifbylgjuleiðurum.
Ljósmyndandi kristalbylgjuleiðari og sundurgreindur bylgjuleiðari
Meðfram útbreiðsluleið sinni halda sjónbylgjuleiðarar venjulega stöðugu þversniði. Þetta er ástandið, til dæmis með strimla og rifbylgjuleiðara.
Með því að nota svokallaða Bloch-hama geta bylgjuleiðarar einnig haft reglubundin breytileika í þversniði og samt sem áður sent ljós án þess að tapa.
Þessir bylgjuleiðarar eru flokkaðir sem ljósnískir kristalbylgjuleiðarar (með 2D eða 3D mynstri) eða sundurliðaðar bylgjuleiðarar (með 1D mynstri eftir útbreiðslustefnu).
Laser-áletraður bylgjuleiðari
Ljóseindatækniiðnaðurinn er þar sem sjónbylgjuleiðarar nýtast best. Samþætting milli rafflaga og ljósleiðara er möguleg með því að setja upp bylgjuleiðarana í þrívíddarrými.
Einn háttur innrauðs ljóss á fjarskiptabylgjulengdum er hægt að dreifa með því að nota slíka bylgjuleiðara, sem einnig eru settir upp til að flytja sjónmerki á milli inntaks- og úttaksstaða með afar litlu tapi.
Optical waveguide notar
Í örbylgjusamskiptum, útsendingum og ratsjárkerfum er bylgjuleiðari rafsegulfóðrunarlína. Bylgjuleiðari er gerður úr málmpípu eða röri sem er rétthyrnt eða sívalur.
Rafsegulsviðið dreifist á lengdina. Horn og diskarloftnet eru dæmigerðustu bylgjuleiðarforritin.
Ljósleiðari - er það bylgjuleiðari?
Heildar innri endurspeglun, sem stjórnar því hvernig ljósleiðarar virka, má líta á sem ljósbylgjuleiðara.
Ef innfallshornið er stærra en markhornið, verður heildar innri endurspeglun þegar útbreiðslubylgja rekst á landamæri tveggja mismunandi efna.
Niðurstaða
Að lokum, ljósbylgjuleiðari er mannvirki sem „leiðbeinir“ ljósbylgju með því að koma í veg fyrir að hún fari í aðra átt en þá sem óskað er eftir. Í lækningaiðnaðinum eru ljósleiðarar oft notaðir bæði til greiningar og meðferðar.
Hægt er að setja sveigjanlega þræði úr ljósleiðara í lungun, slagæðar og önnur líffæri. Ein löng túpa hýsir tvo knippi af ljósleiðara inni í spegli, lækningatæki.
Nákvæm mynd er búin til með því að beina ljósi að vefnum sem verið er að prófa í öðru búntinu á meðan það fær ljós sem endurkastast frá því í hinum búntinum. Hægt er að gera spegla til að skoða ákveðna líkamshluta eða liðamót, eins og hnén.
Skildu eftir skilaboð