Методические указания к задаче 6

Для решения задачи 6 необходимо внимательно изучить раздел 6 конспекта лекций.

1. Полоса частот усиления ФПУ с ИУ ограничена полосой пропускания входной цепи ФПУ и находится из соотношения (6.1):

(6.1)

Полоса частот усиления ФПУ с ТИУ ограничена полосой пропускания усилителя и находится из соотношения (6.2):

(6.2)

2. Фототок детектора создается падающей оптической мощностью и зависит от типа фотодетектора. Величина фототока вычисляется из соотношений (6.3) и (6.4), куда необходимо подставить значение мощности P_пер и P_пр. Для этого уровень мощности нужно перевести в мощность пользуясь понятием «абсолютного уровня по мощности». Фототок

и (6.3)

мощность

, (6.4)

где h – постоянная Планка, f – линейная частота оптического сигнала для длины волны из задачи №5, е – заряд электрона, h_ВН - внутренняя квантовая эффективность, М – коэффициент умножения ЛФД, Р_ПР – мощность сигнала на прием, Р_ПЕР – мощность сигнала на передаче, a - километрическое затухание кабеля, L – длина кабельной линии. Для вычисления основных шумов ФПУ, а это квантовый и тепловой шумы, необходимо воспользоваться соотношениями (6.5) и (6.6):

(6.5)

, (6.6)

где К = 1,38 ´ 10 ^–23 Дж/к – постоянная Больцмана, ∆F полоса частот ИУ или ТИУ (по варианту из 6.1 или 6.2).

Отношение сигнал/шум вычисляется из соотношения (6.7):

(6.7)

Для представления соотношения С/Ш в логарифмическом масштабе необходимо определить 20lg(с/ш) и представить результат в [дБ].

Привести письменно выводы и оценки по результатам расчетов.

7 Оптические усилители для оптических систем
передачи

Изучите конспект, учебную литературу и ответьте письменно на следующие вопросы:

1. На каких физических явлениях основаны оптические усилители?

2. Какие типы усилителей могут применяться в оптических системах передачи?

3. Как устроены и действуют полупроводниковые оптические усилители?

4. Из каких устройств состоят и как действуют волоконные усилители на основе рассеяния Рамана?

5. Как устроены и действуют усилители на примесном волокне (на примере Er⁺)?

6. Какими характеристиками описывают оптические усилители?

7. В каких частях оптических систем передачи могут использоваться усилители?

8. Какие шумы и искажения имеют место в оптических усилителях?

9. Какие реальные коэффициенты усиления обеспечивают полупроводниковые и волоконные оптические усилители?

10. В чем преимущество рамановских оптических усилителей?

Задача 7

Определить длину взаимодействия L излучения накачки в рамановском усилителе, при которой коэффициент распределенного усиления G= (по варианту табл.7.1), при соответствующей мощности накачки P_н, площади модового пятна А и рамановском коэффициенте усиления материала g (табл.7.2).

Табл. 7.1. Параметры волокна усилителя

Параметр	Предпоследняя цифра номера пароля
Pн, Вт		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5
А, мкм2
G, дБ

 

Табл. 7.2. Коэффициент рамановского усиления

Параметр	Последняя цифра номера пароля
g, ×10-14 м/Вт	7,5		6,4		5,5		4,5		3,5