Бакалавриат
2024/2025
Научно-исследовательский семинар "Волоконная оптика"
Статус:
Курс обязательный (Физика)
Когда читается:
3-й курс, 1, 2 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Лихачев Михаил Евгеньевич
Язык:
русский
Программа дисциплины
Аннотация
В семестровом курсе «Волоконная оптика» рассматриваются базовые понятия работы с волоконными световодами, модовый состав, дисперсия, методы изготовления. Подробно обсуждаются волоконные брэгговские решетки и другие компоненты волоконной оптики, физическая реализация лазерных волоконных систем, нелинейные эффекты в световодах, а также физические явления в специальных волокнах, включая полые волоконные световоды. Отдельно обсуждаются различные типы интерферометров на основе волоконных световодов.
Цель освоения дисциплины
- В семестровом курсе «Волоконная оптика» рассматриваются базовые понятия работы с волоконными световодами, модовый состав, дисперсия, методы изготовления. Подробно обсуждаются волоконные брэгговские решетки и другие компоненты волоконной оптики, физическая реализация лазерных волоконных систем, нелинейные эффекты в световодах, а также физические явления в специальных волокнах, включая полые волоконные световоды. Отдельно обсуждаются различные типы интерферометров на основе волоконных световодов.
Планируемые результаты обучения
- Знать базовые представления о волоконных лазерах и усилителях
- Знать основы современной волоконной оптики
- Даны представления о стандартных световодах и существующих конструкциях нестандартных световодов
Содержание учебной дисциплины
- Общее введение. Принцип работы волоконного световода. Закон Снеллиуса. Световод со ступенчатым профилем показателя преломления. Апертура волоконного световода. Электромагнитная волна. Длина волны, частота, волновой вектор
- Моды волоконного световода. Одномодовый и многомодовый режим распространения света по сердцевине волоконного световода. Длина волны отсечки
- Межмодовая дисперсия. Хроматическая дисперсия: дисперсия материала и волноводная дисперсия
- Поляризация света. Двулучепреломление. Анизотропные световоды. Поляризационная модовая дисперсия
- Методы изготовления волоконных световодов. Технология MCVD, вытяжка волоконных световодов, прочность световодов
- Фоточувствительность волоконных световодов. Волоконные решетки показателя преломления: основные типы, свойства, методы изготовления, применения
- Волоконные компоненты и устройства на их основе. Волоконные интерферометры
- Волоконные лазеры и усилители. Спонтанное и вынужденное излучение, поглощение. Инверсная населенность. Время жизни. Активная среда и резонатор (Усиливающая и поглощающая среда). Однородное и неоднородное уширение. Усилители и лазеры. Лазерные схемы
- Нелинейные эффекты
- Специальные волоконные световоды. Полые волоконные световоды
- Импульсные волоконные лазеры
Элементы контроля
- Самостоятельная работаСамостоятельная работа включает письменное решение двух-трех задач в билете по темам пройденного материала в течение 1 часа. Возможны дополнительные проверочные работы.
- Экзаменэкзамен в конце 2-го модуля. Проводится устно в формате беседы по программе курса. Билет содержит 2 вопроса
