Методические указания к практическим занятиям по курсам "Волоконно-оптические датчики" и "Оптические методы в информатике". Кирин И.Г. - 17 стр.

                               17


      а) Вычислить плотность мощности в центре пучка на
расстоянии 100 км (затуханием в атмосфере пренебречь). Получить
ответ в нВт/мм2.
      б) Определить требуемую точность наведения пучка на
приемник, чтобы обеспечить изменение плотности мощности
падающего на малоразмерный фотодетектор излучения при
переходе от центра пучка к краю в пределах, определяемых
коэффициентом ехр ( - 0,09), т. е. в пределах 9% плотности
мощности в центре.
      в) Выразить общие потери при передаче (в дБ) в виде суммы
коэффициента усиления антенны передатчика, коэффициента
усиления антенны приемника и основных потерь передачи на трассе,
приняв AT= π r20 AR=10-4 м2.

4.12. Измерения потерь в атмосфере показывают, что на длине
волны 10,6 мкм потери на поглощение составляют около 25% на
дальности 1,8 км.
      а) Получить этот результат в виде затухания. выраженного в
дБ/км.
      б) Определишь влияние этих потерь на величину принимаемой
мощности на трассе длиной 100 км для условий задачи 4.11.

4.13. а) Исходя, из энергии электронов на верхнем и нижнем
лазерных уровнях, определить оптимальный КПД. который мог бы
быть получен, если бы можно было использовать всю мощность
накачки для возбуждения электронов с основного на верхний
рабочий энергетический уровень лазера. Воспользоваться схемой
энергетических уровней неодимового и рубинового лазера и найти
значения КПД для них.
      б) Проанализировать основные эффекты, приводящие к
значительному уменьшению фактических КПД лазеров по
сравнению с <идеальным> КПД, найденным в а).

4.14. Оптическая длина резонатора неодимового лазера равна 15 см.
Определить время пролета фотона в нем. Исходя из этого, найти
приближенную длительность импульса лазерного излучения при
использовании накачки и определить ожидаемую частоту
повторения этих импульсов, если перевести лазер в режим
синхронизации мод.

4.15. Сравнить между собой значения шума, создаваемого фоном, и
квантового шума, если гетеродинный фотодетектор, работающий на


                               17