Foton jako 1 nebo 0 Tomáš Husák1, Marie Hledíková2, Lukáš Beneda3

Prezentace na téma: "Foton jako 1 nebo 0 Tomáš Husák1, Marie Hledíková2, Lukáš Beneda3"— Transkript prezentace:

1 Foton jako 1 nebo 0 Tomáš Husák1, Marie Hledíková2, Lukáš Beneda3
1Gymnázium Litoměřická, Praha 2Gymnázium Velké Meziříčí 3Gymnázium Česká, České Budějovice Týden jaderce, 19. –

2 Obsah Úvod Co jsou a jak fungují optická vlákna?
Metoda optické reflektometrie v časové doméně Průběh pokusu Výsledky Shrnutí Závěr

3 Úvod Světlo = elektromagnetické vlnění
Fotonika = věda zabývající se vlastnostmi a využitím světla Foton = elementární kvantum energie elektromagnetického záření

4 Co jsou to optická vlákna (OF)?
Def: dielektrická struktura, jejíž příčné rozměry jsou zanedbatelně malé v porovnání s rozměrem podélným a je složená z jádra a pláště (obalu) Chovají se jako vlnovody pro světlo

5 Jak fungují optická vlákna?
Využívají principu totálního odrazu světla na rozhraní mezi jádrem a pláštěm OF Index lomu (n) = rychlost šíření světla v daném prostřední (nSiO2=1,457)

6 Rozdělení optických vláken
Jednovidová a vícevidová Křemenná, plastová a hybridní Step-indexová a gradientní

7 Metoda optická reflektometrie v časové doméně (OTDR)
metoda zpětného rozptylu umožňuje měřit časové zpoždění mezi krátkým světelným impulsem vyslaným do vlákna a zpětně rozptýleným světelným signálem OTDR umožňuje získávat informace z každého bodu vlákna měřením z jednoho jeho konce

8 Průběh pokusu Vybavení: Optická vlákna OTDR jednotka Lámačka OF
Jednovidové OF (8/125 mm, křemenné jádro/křemenný plášť) Vídevidové OF (62,5/125, křemenné jádro/křemenný plášť) Hybridní OF (200/280, křemenné jádro/polymerní obal) OTDR jednotka  = 850, 1300 nm Šířka impulsu – 5 ns – 300 ns Lámačka OF Svářečka OF

9 Výsledky Srovnání délek jednotlivých typů OF 1. Fresnelova reflexe

10 Výsledky Vliv délky impulsu na tvar 2. Fresnelovy reflexe

11 Výsledky Hybridní vlákno: neexistence 2. Fresnelovy reflexe

12 Shrnutí výsledků Vlnová délka(nm) Typ vlákna Délka impulsu(ns)
Délka vlákna(m) Útlum vlákna(dB) Útlum vlákna(dB/m) 850 jednovidové dlouhé 5 822,3 41,64 0, 1300 818,9 27,87 0, 100 822,2 32,81 0, 819,7 27,13 0, 30 819,1 29,57 0, 300 819,9 26,23 0, hybridní 200/280 375,8 25,81 0, 376,2 25,07 0, 26,98 0, bez reflexe vícevidové 62,5/125 46,5 16,34 0, 46,6 18,69 0, 20,28 0, 46,1 9,57 0, 46,8 3,33 0, jednovidové krátké 72,9 16,83 0, 73,9 16,51 0, 73,1 22,18 0, 73,8 20,18 0,

13 Závěr Seznámili jsme se s principem fungování OF
Využívali jsme metody optické reflektometrie Měřili jsme parametry (délku a útlum) různých typů optických vláken Zjišťovali jsme vliv šířky světelného impulsu na naměřené hodnoty Ověřili jsme si využití jednotlivých typů OF pro konkrétní průmyslové aplikace Jednovidové vlákno – 820,35±1,39 m Hybridní vlákno – 375,93±0,19 m Vícevidové vlákno – 46,5±0,23 m

14 Poděkování Ing. Vojtěchu Svobodovi, CSc. za organizaci Týdne jaderce 2016 Vám za pozornost