opto7

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson
Download our mobile app to listen on the go
Get App

Questions and Answers

Jakie parametry mogą być mierzone przy użyciu interferometrycznych czujników włóknowych ze sprzęganiem modów?

  • tylko akustykę
  • ciśnienie, naprężenia, temperaturę (correct)
  • tylko drgania
  • tylko temperatury

Który z poniższych czujników jest związany z pomiarem obrotów oraz przyspieszenia?

  • Czujniki Fabry'ego-Perot'a
  • Czujniki Michelson'a
  • Czujniki włóknowe Sagnac'a (correct)
  • Czujniki Rayleigh'a

Jakie cechy wyróżniają czujniki światłowodowe?

  • Aktywność w warunkach wysokiego ciśnienia
  • Zwykle pasywne, niska masa i niewielkie wymiary (correct)
  • Wrażliwość na interferencje elektromagnetyczne
  • Wysoka masa i wymiary

Jakie parametry może mierzyć czujnik Rayleigh'a?

<p>Naprężenia, temperaturę, zewnętrzny współczynnik odbicia (C)</p> Signup and view all the answers

Którą parę czujników można powiązać z pomiarem pola magnetycznego?

<p>Czujniki Michelson'a i Sagnac'a (D)</p> Signup and view all the answers

Jakie efekty są związane z trybem Raman’a-Nath’a w modulatorach akustooptycznych?

<p>Występuje wiele wiązek światła uległych dyfrakcji. (A)</p> Signup and view all the answers

Jakim zjawiskiem jest akustooptyczne przesuwanie częstotliwości?

<p>Zmiana współczynnika refrakcji materiału. (C)</p> Signup and view all the answers

Co jest głównym powodem przewagi jakościowej modulatorów zintegrowanych nad blokowymi?

<p>Mniejsze wymiary i brak dyfrakcji. (D)</p> Signup and view all the answers

Jakie napięcia są wymagane do sterowania modulatorami zintegrowanymi?

<p>Niskie napięcia. (B)</p> Signup and view all the answers

Co charakteryzuje tryb Bragg’a w odniesieniu do modulacji?

<p>Obecność tylko jednej wiązki światła. (D)</p> Signup and view all the answers

Jak oblicza się szerokość pasma modulatora akustooptycznego?

<p>$ rac{L}{ orall}$ (D)</p> Signup and view all the answers

Jakie są typowe wartości dla prędkości fali akustycznej w ośrodku?

<p>6x10 m/s (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie jest główne różnice między polem TE i TM?

<p>Pole TE nie ma składowej pola elektrycznego w kierunku fal, podczas gdy pole TM nie ma składowej pola magnetycznego. (A)</p> Signup and view all the answers

Jaką długość fali akustycznej osiąga się przy częstotliwości 1GHz?

<p>6 um (D)</p> Signup and view all the answers

Co oznacza skrót TEM w kontekście pól elektromagnetycznych?

<p>Obie składowe nie są obecne w kierunku propagacji fal. (A)</p> Signup and view all the answers

Jakie korzyści oferują modulatory zintegrowane, w porównaniu do tradycyjnych modułów?

<p>Pozwalają na łatwiejsze sprzęganie z włóknem. (D)</p> Signup and view all the answers

Jakie parametry definiują mody TEM m,n,q?

<p>m i n odnoszą się do liczby zmian pola w dwóch prostopadłych kierunkach, a q odnosi się do liczby połówek fali. (C)</p> Signup and view all the answers

Jaki charakterystyka ma mod TEM00 w odniesieniu do laserów?

<p>Mod TEM00 ma natężenie poprzeczne opisane przez krzywą Gaussa. (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie czynniki wpływają na typy modów propagujących w laserze?

<p>Geometria ośrodka aktywnego oraz długość fali emitowanej przez laser. (B)</p> Signup and view all the answers

Jakie właściwości ma mod TEM dla rezonatora optycznego?

<p>Mody TEM odpowiadają określonym rodzajom drgań elektromagnetycznych. (C)</p> Signup and view all the answers

Jak definiuje się konfigurację pola na powierzchni zwierciadeł rezonatora?

<p>Za pomocą liczby połówek fali wzdłuż rezonatora. (B)</p> Signup and view all the answers

Jaką funkcję pełni modulator fazy włókna pokryty piezoelektrycznym polimerowym płaszczem?

<p>Zmienia współczynnik refrakcji i długość włókna (B)</p> Signup and view all the answers

Jakie jest główne ograniczenie zastosowania modulatora fazy opisanego w treści?

<p>Niska czułość (B)</p> Signup and view all the answers

Jakie rodzaje czujników włóknowych wymieniono w treści?

<p>Enkodery i czujniki akustyczne (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie zastosowanie ma przesuwnik częstotliwości z falą akustyczną?

<p>Zmienia profil współczynnika refrakcji (C)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest maksymalna czułość modulatora fazy przy 632nm dla zadanej długości?

<p>30 mrad/V/m (D)</p> Signup and view all the answers

Jakie parametry czujników wymieniono w kontekście monitorowania?

<p>Temperatura, wilgotność (A)</p> Signup and view all the answers

Jakie zjawisko jest odpowiedzialne za przesunięcie częstotliwości w kontekście opisanego czujnika?

<p>Fala akustyczna (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie przesunięcia mody mogą być produktem działania przesuwnika częstotliwości?

<p>Przesunięcia akustyczne (A)</p> Signup and view all the answers

Kiedy korzysta się z siatek i krat w czujnikach włóknowych?

<p>W pomiarze ciśnienia i akustyki (C)</p> Signup and view all the answers

Jaką funkcję pełni modulator fazy w kontekście zmiany współczynnika refrakcji?

<p>Zmienia fazę w wyniku zastosowania napięcia. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest cecha modulatora fazy związana z brakiem dyfrakcji?

<p>Możliwe jest uzyskanie zmiany fazy bez zakłóceń. (A)</p> Signup and view all the answers

Kiedy mówimy o modulacji w kontekście modulatora natężenia?

<p>Kiedy obserwujemy zmiany w amplitudzie sygnału. (B)</p> Signup and view all the answers

Jakie napięcia są używane w modulatorze fazy na włóknie optycznym?

<p>Napięcia wynoszące pojedyncze woltów. (B)</p> Signup and view all the answers

Co jest wynikiem przyłożenia napięcia w kierunku promieniowym w modulatorze na włóknie?

<p>Zmiana średnicy pierścienia PZT. (A)</p> Signup and view all the answers

Jakie są czynniki wpływające na czułość modulatora fazy?

<p>Ilość zwojów, geometria PZT, częstotliwość modulacji. (A)</p> Signup and view all the answers

Jakie ciśnienie optyczne związane jest z tym zachowaniem modulatora natężenia?

<p>$P_{out} = P_{in} (1 + ext{zmiana fazy})$ (D)</p> Signup and view all the answers

Który z parametrów jest używany do określenia punktu pracy układu w modulatorach natężenia?

<p>Faza początkowa $ heta_B$ (C)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest główna różnica między modulatorem fazy a modulatorem natężenia?

<p>Modulator fazy kontroluje zmianę fazy, modulator natężenia zmienia intensywność. (B)</p> Signup and view all the answers

Jak współczynnik $\, \Gamma$ wpływa na działanie modulatorów?

<p>Wpływa na efektywność modulacji. (B)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Pole typu TE (Transverse Electric)

Pole elektromagnetyczne, w którym wektor natężenia pola elektrycznego (E) jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali, a wektor natężenia pola magnetycznego (H) ma składową w tym kierunku.

Pole typu TM (Transverse Magnetic)

Pole elektromagnetyczne, w którym wektor natężenia pola magnetycznego (H) jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali, a składowa wektora natężenia pola elektrycznego (E) znajduje się w tym kierunku.

Pole typu TEM (Transverse Electromagnetic)

Pole elektromagnetyczne, w którym zarówno wektor natężenia pola elektrycznego (E), jak i magnetycznego (H) są prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fali.

Mod fali promieniowania

Wspólne określenie sposobu drgania i rozkładu pola elektromagnetycznego w rezonatorze optycznym (np. laserze).

Signup and view all the flashcards

Mod TEM00

Mod podstawowy, w którym natężenie pola elektromagnetycznego w rezonatorze ma kształt krzywej Gaussa.

Signup and view all the flashcards

Laser jednomodowy

Rodzaj lasera emitującego jedynie mod TEM00, zdefiniowany przez symetryczny rozkład pola.

Signup and view all the flashcards

Liczby m i n w oznaczeniu mody (TEMm,n)

Zmiany w rozkładzie pola elektromagnetycznego wzdłuż dwóch prostopadłych osi w rezonatorze.

Signup and view all the flashcards

Modulator fazy

Zmiana współczynnika załamania światła w rdzeniu włókna optycznego, spowodowana przyłożonym napięciem elektrycznym. Wywołuje to zmianę fazy światła.

Signup and view all the flashcards

Współczynnik 

Współczynnik określający zależność między polem elektrycznym a zmianą fazy w modulatorze fazy. Wartość z zakresu od 0,5 do 1. Im wyższy współczynnik, tym bardziej zmiana fazy jest wrażliwa na pole elektryczne.

Signup and view all the flashcards

λ

Długość fali światła przechodzącego przez modulator fazy.

Signup and view all the flashcards

d

Grubość rdzenia włókna optycznego.

Signup and view all the flashcards

L

Długość modelującej sekcji włókna optycznego w modulatorze.

Signup and view all the flashcards

n3

Wskaźnik załamania światła w rdzeniu włókna.

Signup and view all the flashcards

V(t)

Napięcie przyłożone do elektrod w modulatorze fazy.

Signup and view all the flashcards

Napięcie elektryczne, które powoduje zmianę fazy o 𝜋/2 w modulatorze fazy.

Signup and view all the flashcards

P out

Zmiana natężenia światła przechodzącego przez modulator fazy.

Signup and view all the flashcards

Napięcie elektryczne, które powoduje zmianę natężenia światła o 𝜋/2 w modulatorze natężenia.

Signup and view all the flashcards

Czujniki światłowodowe

Czujniki, które wykorzystują światło do pomiaru różnych wielkości fizycznych, takich jak temperatura, ciśnienie, odkształcenie, drgania, pole magnetyczne, prędkość przepływu, kąt obrotu.

Signup and view all the flashcards

Czujniki światłowodowe z wielokrotnym sprzęganiem modów

Rodzaj czujników światłowodowych, które wykorzystują różne długości fali światła do detekcji różnych parametrów.

Signup and view all the flashcards

Czujniki światłowodowe jednomodowe

Rodzaj czujników światłowodowych, w których światło wędruje tylko jedną ścieżką.

Signup and view all the flashcards

Techniki interferometryczne

Techniki pomiarowe, w których wykorzystywane są interferencje fal świetlnych.

Signup and view all the flashcards

Metoda interferometryczna

Metoda pomiaru wielkości fizycznych, która wykorzystuje zjawisko zmiany prędkości światła w zależności od ośrodka.

Signup and view all the flashcards

Modulator akustooptyczny

Rodzaj modulatora optycznego, w którym zmiana współczynnika załamania światła w materiale modulatora jest wywoływana przez falę akustyczną.

Signup and view all the flashcards

Tryb Ramana-Natha

Tryb pracy modulatora akustooptycznego, w którym powstaje wiele wiązek uległych dyfrakcji, a natężenie światła jest zmienne w zależności od drogi oddziaływania ze strukturą.

Signup and view all the flashcards

Tryb Bragga

Tryb pracy modulatora akustooptycznego, w którym powstaje jedna wiązka światła.

Signup and view all the flashcards

Szerokość pasma modulatora akustooptycznego

Szerokość pasma modulatora akustooptycznego, zależna od prędkości fali akustycznej (va), długości fali akustycznej (a) oraz długości oddziaływania fali światła z falą akustyczną (L).

Signup and view all the flashcards

Modulatory zintegrowane

Modulatory zintegrowane to modulatory optyczne, które są wytwarzane na powierzchni substancji optycznie czynnej.

Signup and view all the flashcards

Zalety modulatorów zintegrowanych

Modulatory zintegrowane mają wiele zalet w porównaniu do modulatorów blokowych, takich jak mniejsze wymiary, brak zjawisk dyfrakcyjnych, sterowanie niskimi napięciami, szerokie pasmo,łatwość sprzęgu z włóknem.

Signup and view all the flashcards

Złożone struktury modulatorów zintegrowanych

Modulatory zintegrowane można łączyć w złożone struktury, które zapewniają pełne przetwarzanie sygnałów optycznych.

Signup and view all the flashcards

Zastosowanie modulatorów zintegrowanych

Modulatory zintegrowane są stosowane jako optyczne kanały transmisyjne, które są wytwarzane na powierzchni substancji optycznie czynnej.

Signup and view all the flashcards

Prędkość fali akustycznej (va)

Prędkość fali akustycznej w ośrodku, która jest zależna od rodzaju materiału.

Signup and view all the flashcards

Różnica faz

Zmiany w fazie przechodzącego światła są proporcjonalne do różnicy w długości optycznej ścieżki.

Signup and view all the flashcards

Przesuwnik częstotliwości

Urządzenie wykorzystujące falę akustyczną do przesunięcia częstotliwości światła w światłowodzie.

Signup and view all the flashcards

Czujniki włóknowe zewnętrzne

Czujniki, które wykorzystują światłowód jako element wykrywający i przetwarzający sygnał.

Signup and view all the flashcards

Enkodery odbiciowe

Czujniki wykorzystujące odbicie światła w światłowodzie do pomiaru położenia.

Signup and view all the flashcards

Enkodery transmisyjne

Czujniki wykorzystujące transmisję światła w światłowodzie do pomiaru położenia.

Signup and view all the flashcards

Czujniki całkowitego wewnętrznego odbicia

Czujniki wykorzystujące zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia do pomiaru poziomu cieczy lub ciśnienia.

Signup and view all the flashcards

Czujniki pola zanikającego

Czujniki wykorzystujące zjawisko pola zanikającego do pomiaru temperatury lub naprężeń.

Signup and view all the flashcards

Czujniki fluorescencyjne

Czujniki wykorzystujące zmiany w fluorescencji do pomiaru temperatury, wilgotności lub analizy chemicznej.

Signup and view all the flashcards

Czujniki podczerwieni

Czujniki wykorzystujące zmiany w promieniowaniu podczerwonym do pomiaru temperatury.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

Czujniki Optyczne

  • Czujniki optyczne wykorzystują zjawiska elektromagnetyczne do pomiaru różnych wielkości fizycznych.
  • Pola TE, TM i TEM różnią się brakiem lub obecnością składowych wektora pola elektrycznego i magnetycznego.
  • Pole TE – brak składowej elektrycznej zgodnej z kierunkiem rozchodzenia się fali przy obecności składowej magnetycznej.
  • Pole TM – brak składowej magnetycznej zgodnej z kierunkiem rozchodzenia się fali przy obecności składowej elektrycznej.
  • Pole TEM – brak obu składowych (elektrycznej i magnetycznej) zgodnych z kierunkiem rozchodzenia się fali.

Mody promieniowania

  • Mody opisują rozkład fali elektromagnetycznej w rezonatorze optycznym lub światłowodzie.
  • Mod charakteryzuje się konkretną konfiguracją pola na powierzchni zwierciadeł lub światłowodu, oraz określonym polem fali wewnątrz rezonatora.
  • Mody TEMm,n,q są opisywane przez liczby m, n i q, określając liczbę przebiegów fali w dwóch prostopadłych kierunkach oraz wzdłuż rezonatora.
  • Mod TEM00 to mod podstawowy lasera jednomodowego, jego rozkład przestrzenny odpowiada funkcji Gaussa.

Propagacja światła przez włókno

  • Włókno światłowodowe jest kanałem transmisyjnym dla fali elektromagnetycznej.
  • Aby światło mogło propagować się wzdłuż włókna, musi zachodzić całkowite wewnętrzne odbicie.
  • Apertura numeryczna (NA) określa maksymalny kąt padania promienia, który umożliwi propagację w światłowodzie.
  • Warunki brzegowe na granicy rdzenia i płaszcza włókna decydują o rodzaju propagacji światła.

Dyspersja światła

  • Dyspersja to zjawisko, w którym prędkość propagacji światła zależy od jego długości fali.
  • Różne prędkości transmisji dla różnych długości fal powodują rozszerzanie się impulsu światła podczas propagacji.
  • Dyspersja materiału (M) wpływa na rozszerzanie impulsu.
  • Oko transmisyjne krzemu (λ = 1,3 µm) charakteryzuje się zerową dyspersją.

Włókna światłowodowe, rodzaje

  • Włókna o indeksie krokowym (Step Index) charakteryzują się nagłą zmianą współczynnika załamania światła na granicy rdzenia i płaszcza.
  • Włókna o indeksie zróżnicowanym (Graded Index) wykazują stopniową zmianę współczynnika załamania światła w kierunku od rdzenia do płaszcza.

Modulatory optyczne

  • Modulatory optyczne wykorzystują zjawiska elektrooptyczne lub akustooptyczne, aby zmieniać parametry fali świetlnej.
  • Modulatory blokowe, zintegrowane i "na włóknie" różnią się sposobem integracji i zastosowań.

Elektrooptyczne modulatory

  • Elektrooptyczne modulatory zmieniają współczynnik załamania światła poprzez zastosowanie pola elektrycznego.
  • Wartość i zmiana napięcia elektrycznego wpływają na zmianę fazy światła.

Czujniki interferometryczne Fabry'ego-Perot'a

  • Czujniki te bazują na zjawisku interferencji światła odbijanego od dwóch zwierciadeł w rezonatorze optycznym.
  • Czujniki te są sensytywne do zmian grubości warstwy lub do zmian indeksu załamania.
  • Zmiana długości drogi optycznej (np. przez zmianę ciśnienia lub temperatury) powoduje zmianę wzoru interferencyjnego.

Czujniki natężenia światła

  • Te czujniki mierzą intensywność światła transmitowanego przez próbkę.
  • Różne mechanizmy (np. ruchomy reflektor, elastooptyczna modulacja) wpływają na natężenie przepuszczonego światła i jego charakterystykę wyjściową.
  • Czujniki mogą być zastosowane do pomiaru zmian w próbkach (np. ciśnienie, temperatura).

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

Wykład 7 Czujniki Optyczne PDF

More Like This

Optical Fiber Sensors Quiz
37 questions
Capteurs et Émetteurs Optiques
20 questions

Capteurs et Émetteurs Optiques

MarvelousCarolingianArt8227 avatar
MarvelousCarolingianArt8227
Use Quizgecko on...
Browser
Browser