Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Херман Й. -> "Лазеры сверхкоротких световых импульсов" -> 48

Лазеры сверхкоротких световых импульсов - Херман Й.

Херман Й., Вильгельми Б. Лазеры сверхкоротких световых импульсов — М.: Мир, 1986. — 368 c.
Скачать (прямая ссылка): lazerisverhkorotkihsvetovih1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 103 >> Следующая

/ 1 V
-q

0,25

0.S0

OJS 1,00

1.25 Lifw0;

к W0 8 ;

! к Lzj/jk Iti0Iz 109 и от величины kWo0, где 8 — угловое смещение осей OB/и ВС в радианах, для случая Vi- = Wv = Wo- В рассматриваемом приближении зависимости т)0,- от \x/w0 и Ay/wo совпадают. і

Численные расчеты интегралов перекрытия г]о.т, г\оу для распределений поля основной ?ц-моды канального OB, близкого к ¦реальному (см. выражения (5.20) и (5.21)), и поля 1Рф-моды од-номодового ВС (5.17) дают незначительное различие Bj определении допусков на смещение торцов стыкуемых структур по сравнению с результатами, полученными в приближении і гауссовых пучков. По уровню Tjoi — 0,5 это различие для Ахі/2, АІ1/2, 61/2 не превышает 5... 10%, а для Аг/1/2— 10... 20% по сравнению с оценками ;В приближении гауссовых пучков.

Приведенные на рис. 5.3 зависимости показывают, что эффективность согласования одномодовых волноводных структур наиболее критична к поперечным смещениям торцов стыкуемых OB и ВС относительно друг друга и для достижения эффективности согласования, близкой к 100%, необходимо одновременно обеспечить выполнение следующих условий: Ах/о>о<С1 и Аг//а>0<С1. Эффективность согласования т]о малокритична к величине зазора AZ между торцами OB и ВС. Зависимость т]0 от зазора Az в приближении согласования гауссовых пучков определяется выражением (5.23). Для реальных одномодовых волноводных структур эти зависимости при вводе излучения из OB и ВС и наоборот практически не различаются. На практике для достижения эффективной стыковки OB и ВС зазор Az между их торцами должен быть существенно меньше длины ближней зоны Аго, определяемой дифракционным расплыванием поля моды канального или полоскового волновода [70]:

Az0 = knauwl<y)l 2, (5.24)

где Пим — показатель преломления иммерсионной среды, заполняющей зазор между торцами OB и ВС.

Для реальных параметров одномодовых OB и ВС при уровне вносимых потерь на стыковку до 0,5 дБ допуск на продольное смещение торцов (зазор) Az может составлять примерно 10 ... 20 мкм, в то время как допуски на поперечные смещения Ax и Ay торцов не должны превышать 1 ... 2 мкм. Это обусловливает очень жесткие требования к конструктивному исполнению стыковочных устройств для одномодовых OB и ВС и качеству их изготовления.

5.4. РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОГЛАСОВАНИЯ

МНОГОМОДОВЫХ ВОЛНОВОДНЫХ СТРУКТУР

Для расчета эффективности согласования многомодовых волноводных структур рассматриваемого типа пользуются методами как геометрической [8, 31, 152], так и волновой оптики [150]. В последнем случае при расчетах используют существенное различие в эффективности возбуждения различных мод трехмерного OB и ВС, что позволяет ограничиться рассмот-

IlO рением только небольшой группы мод волноводной структуры как правило, низших мод), которые переносят основную часть мощности, распространяющейся в многомодовом OB или ВС.

Поле возбуждающей волноводной структуры (для определенности волоконного световода vFo) представляет собой суперпозицию полей 1Fov всех Mо мод с соответствующими амплитудными весовыми множителями pv (pv^l): м„

1Po= S

Pv 1P0V (5.25)

V=I

ные гречес

Здесь и дальше для упрощения записи индексы мод, обозначен-

:кими буквами, являются обобщенными индексами мод и суммирование по ним предполагает суммирование по всем возможным мЬдам волновода. Моды ВС рассматриваем как LPip-моды. Поліе 1F0 возбуждает в полоскоеом OB набор различных мод с обобщенными индексами р, электрические поля которых образуют результирующее поле

M1

^i= S C11V (5-26)

H=I

где Cll — коэффициент, определяющий амплитуды возбуждаемых мод (Cft^I); M^ — эффективное число направляемых мод OB. Поскольку на практике представляет интерес только мощность, переносимая направляемыми модами волновода, то следует ограничиться рассмотрением возбуждения лишь направляемых мод и не учитывать излучаемых мод как в OB (в случае возбуждения OB полем ВС), так и в ВС (в случае возбуждения ВС полем OB), которые переносят незначительную часть всей мощности.

При одинаковой поляризации электрических полей 1Fo и vF, и не слишком широкой диаграмме направленности излучающей и приемной апертур (что характерно для OB и ВС) в приближении, эквивалентном приближению Кирхгофа, суммарная эффективность возбуждения всех мод OB полем ВС т) определяется выражениями (5.11) и (5.2). Эффективность возбуждения OB определяется главным образом интегралом перекрытия Tj0 возбуждающего 1Fo и возбуждаемого 1Fi полей мод стыкуемых волноводных структур. Нетрудно показать, что эффективность возбуждения заданной [х-й моды OB Tjli всеми направляемыми модами ВС есть

Tbi=IcJWP111, (5.27)
где
^ = J-V.^dS; S (5.28)
Ma PO=S Pv P0V> V=I (5.29)

т. е. величина P2v определяет долю мощности, переносимую v-и

111 модой, по отношению ко всей мощности P0, распространяющейся в ВС. /

Сравнивая выражения (5.15) и (5.28) для cvn и cflI и принимая во внимание (5.25) и (5.26), нетрудно получить, чтс/

m0 '

C1I=EPvCv1X. I (5.30)

V=I

Соотношение (5.30) позволяет установить взаимосвязь личинами Tjw и т] д . Можно показать [150], что M0 (М„ \ і
Предыдущая << 1 .. 42 43 44 45 46 47 < 48 > 49 50 51 52 53 54 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed