![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
І. Інтегральна оптика в інформаційній техніці1.Знайдіть відстань на яку проникає ТЕ-хвиля, яка розповсюджується у хвилеводі під кутом 40 до поверхні хвилеводу у середовище підложки. Показник заломлення середовища хвилеводу 3.41. Показник заломлення підложки 3.3. Довжина хвилі 0.87 мкм. Для ТЕ-моди інтенсивність хвилі, яка розповсюджується в середовищі поверхневого шару або підложки зменшується в 2. Знайдіть відстань на яку проникає ТЕ-хвиля, яка розповсюджується у свтловоді під кутом 30 до поверхні хвилеводу у середовище оболонки. Показник заломлення серцевини 1.45. Показник заломлення оболонки 1.445. Довжина хвилі 1.31 мкм.
3. Знайдіть відстань на яку проникає ТM-хвиля, яка розповсюджується у хвилеводі під кутом 840 до нормалі до поверхні хвилеводу у середовище покривного шару. Показник заломлення середовища хвилеводу 1.56. Середовище покривного шару – повітря. Довжина хвилі 0.63 мкм. Для ТМ-моди інтенсивність хвилі, яка розповсюджується в середовищі поверхневого шару або підложки зменшується в 4. Знайдіть ефективну товщину симетричного хвилеводу для ТЕ-моди, яка розповсюджується у хвилеводі під кутом 880 до нормалі до поверхні хвилеводу. Показник заломлення середовища хвилеводу 1.5228. Показник заломлення середовищ, з якими межує хвилевід 1.5163. Довжина хвилі 0.63 мкм. Товщина хвилеводу 1 мкм. Ефективна товщина хвилеводу визначається як товщина хвилевідного шару плюс глибина проникнення хвилі в середовище покривного шару та пдложки. 5. Знайдіть ефективну товщину хвилеводу для ТЕ-моди, яка розповсюджується у хвилеводі під кутом 30 до поверхні дифузного хвилеводу з показником заломлення 1.5228. Показник заломлення підложки 1.5163. Верхній шар повітря. Довжина хвилі 0.63 мкм. Товщина хвилеводу 1 мкм. 6. Знайдіть довжину “зигзагу” для ТЕ-моди, яка розповсюджується у хвилеводі під кутом 860 до нормалі до поверхні хвилеводу. Показник заломлення середовища хвилеводу 1.5228. Показник заломлення середовищ, з якими межує хвилевід 1.5163. Довжина хвилі 0.63 мкм. Товщина хвилеводу 1 мкм. Довжина зигзагу визначається співвідношенням 7. Мода ( Врахуйте, що 8.Розрахуйте зсув Гауса-Хенхена для ТЕ-моди, що розповсюджується з константою розповсюдження Для ТЕ-моди затримка фази визначається так званою поправкою Гауса-Хенкена 9. Треба створити хвилевід з Використати умову для сильно асиметричного хвилеводу – 10. Розв’язати попередню задачу для випадку коли всі параметри залишаються такими самими за винятком
11. Покажіть, що фазовий зсув Гауса-Хенхена наближається до нуля, якщо кут відсічки наближається до кута розповсюдження хвилевідної моди. 12. Яка кількість мод може розповсюджуватися у хвилеводі з параметрами: Показник заломлення хвилеводу 1.5228. Показник заломлення оточуючого середовища 1.5163. Товщина хвилеводу: 1 мкм; 3 мкм. Довжина хвилі 0.63 мкм. Кількість мод, яка може розповсюджуватися у симетричному хвилеводі визначається співвідношенням - 13. Яка кількість мод може розповсюджуватися у хвилеводі з параметрами: Показник заломлення хвилеводу 1.5228. Показник заломлення підложки 1.5163. покривний шар – повітря. Товщина хвилеводу: 1 мкм; 4 мкм. Довжина хвилі 0.63 мкм. Кількість мод, яка може розповсюджуватися у асиметричному хвилеводі для якого виконується умова
14. Знайдіть інтервал кутів, в якому лежать кути до поверхні хвилеводу, під якими розповсюджуються хвилевідні моди у хвилеводі з параметрами: Показник заломлення хвилеводу 1.523. Показник заломлення підложки 1.517. Верхній шар повітря. Інтервал кутів, в якому може спостерігатися хвилевідний процес визначається одночасним виконанням умови повного внутрішнього відбивання світла на обох границях.
15. Знайдіть інтервал констант розповсюдження, в якому лежать константи розповсюдження хвилевідних мод, з якими розповсюджуються моди у хвилеводі з параметрами: Показник заломлення хвилеводу 3.41. Показник заломлення підложки 3.3. Верхній шар повітря. Довжина хвилі 0.87 мкм. Константа розповсюдження визначається співвідношенням 16. Яка повинна бути різниця показників заломлення симетричного хвилеводу та межуючого з ним середовища, щоб у хвилеводі розповсюджувалися 3 хвилевідні моди. Товщина хвилеводу 1 мкм. Показник заломлення хвилеводу 3.41. Довжина хвилі 0.87 мкм. Використати співвідношення 17. Яка повинна бути різниця показників заломлення хвилеводу та підложки хвилеводу, якщо покривний шар повітря, показник заломлення хвилеводу 3.41, а у хвилеводі розповсюджувалися 3 хвилевідні моди. Товщина хвилеводу 1 мкм. Довжина хвилі 0.87 мкм. Використати співвідношення 18. Знайдіть затримку фази, якої набуває ТЕ хвиля у середовищі підложки, якщо вона розповсюджується у хвилеводі під кутом 40 до поверхні хвилеводу. Показник заломлення середовища хвилеводу 3.41. Показник заломлення підложки 3.3. Довжина хвилі 0.87 мкм. Для ТЕ-моди затримка фази визначається так званою поправкою Гауса-Хенкена 19. Знайдіть затримку фази, якої набуває ТМ хвиля у повітрі, якщо вона розповсюджується у хвилеводі під кутом 840 до нормалі до хвилеводу. Показник заломлення середовища хвилеводу 1.53. Довжина хвилі 0.63 мкм. Для ТМ-моди затримка фази визначається аналогічним співвідношенням
20. Чи може розповсюджуватися в ідеальному хвилеводі ТЕ хвиля під кутом 40 до поверхні хвилеводу. Показник заломлення середовища хвилеводу 3.41. Показник заломлення підложки 3.3. Верхній шар – повітря. Довжина хвилі 0.87 мкм. Товщина хвилеводу 1 мкм.
21. Асиметричний хвилевід товщиною а) Яка кількість мод буде збуджуватися в хвилеводі на довжині хвилі б) Якій величині приблизно буде дорівнювати кут між напрямком розповсюдження моди найвищого порядку та поверхнею хвилеводу? 22.Розрахуйте часову затримку між головною модою та з максимальним номером, яка може розповсюджуватися у хвилеводі, якщо: Довжина хвилеводу Коефіцієнт заломлення середовища хвилеводу Кут до поверхні хвилеводу, під яким розповсюджується головна мода – 20; Кут до поверхні хвилеводу, під яким розповсюджується гранична мода – 60. Швидкість розповсюдження 23.Проведіть оціночний розрахунок довжини регенераційної ділянки, якщо швидкість передавання сигналу 2 Мбіт/с, Часова затримка 24. Під яким кутом до нижньої грані призми повинна розповсюджуватися хвиля в призмовому елементі введення-виведення, щоб у хвилеводі збудилася мода, яка розповсюджується під кутом кутом 40 до поверхні хвилеводу. Показник заломлення середовища хвилеводу 1.51. Показник заломлення призми 1.61. Константи розповсюдження хвиль у хвилеводі та призмі повинні бути узгоджені 25. Яка доля потужності випромінювання, що падає на призмовий елемент введення введеться у хвилевід за допомогою такого елементу, якщо довжина повітряного зазору між призмою та хвилеводом 1.3 мм, а коефіцієнт зв’язку 1 мм-1. Використати співвідношення 26.Прямокутна призма з рутилу ( 27. Визначить коефіцієнт зв’язку для призмового елементу введення, якщо на довжині 0.5 мм вводиться половина потужності хвилі, яка впала на призму. Врахуйте, що інтенсивність хвилі в хвилеводі наростає за законом – 28. Яким повинен бути кут падіння плоскої хвилі (з повітря) на решітчастий елемент зв’язку, якщо ефективний показник заломлення моди, яка повинна розповсюджуватися у хвилеводі 1.52. Довжина хвилі 0.87 мкм, а період решітки 1 мкм. Використати співвідношення 29. Порівняйте модулі амплітуд хвиль, які розповсюджуються в реальному хвилеводі в напрямках на моди і антімоди. Довжина оптичного зигзагу ~ 0.1 мм. Коефіцієнт поглинання середовища хвилеводу ~ 0.01 мм-1. Втрати по амплітуді при взаємодії хвилі із границями хвилеводу за рахунок мікронерівностей не перевищують 10%. Використати співвідношення 30. За яких умов для багатомодового хвилеводу потужність моди високого порядку може перевищувати потужність головної моди. Врахувати той факт, що при наявності поглинання у хвилеводі головна мода віддає енергію найбільше. 31. На якій довжині виведеться за допомогою решітчастого елементу виведення повна потужність моди, що розповсюджується у хвилеводі, якщо кут між поверхнею хвилеводу та нормаллю до фронту хвилі 40. Показник заломлення середовища хвилеводу 3.41. Показник заломлення підложки 3.3. Покривний шар повітря. Товщина хвилеводу 1 мкм. Довжина хвилі 0.87 мкм. Амплітудна дифракційна ефективність решітки нульового порядку на відбивання у хвилевід 0.95. Повна потужність моди виведеться з хвилеводу на довжині решітки, яка дорівнює довжині зв’язку. Використати співвідношення: 32. На якій довжині виведеться за допомогою решітчастого елементу виведення повна потужність моди, що розповсюджується у хвилеводі, якщо довжина зигзагу 0.1 мм, Амплітудна дифракційна ефективність решітки нульового порядку на відбивання у хвилевід 0.95. 32.Решітчастий елемент зв’язку з періодом Скористайтеся рівнянням решітки – 33. Яка повинна бути частота дифракційної лінзи на відстані 1 мм від її вісі, якщо фокус лінзи 5 мм. Показник заломлення хвилеводу 1.56, а довжина хвилі 0.63 мкм. Використати співвідношення 34. Розрахуйте кут падіння хвилі, яка розповсюджується у хвилеводі на акустооптичний модулятор брегівського типу, при умові, що: частота модуляції електромагнітної хвилі 1 ГГц. швидкість звуку у середовищі хвилеводу ~ 5x103 м/с. довжина хвилі, що розповсюджується у хвилеводі 0.63 мкм. При цьому хвиля, що продифрагувала на динамічній решітці не втратила у інтенсивності. Використати співвідношення
|