Характеристики передачи излучения.

Все современные системы оптической связи работают в основном в диапазоне длины волн от 750нм до 1600нм. Это инфракрасный диапазон.

Более редко используется длина волны 10 000нм.

Особенности:

1) Определенные длины волн имеют сильное поглощение в среде …. И частично влияет на прозрачность среды окислы углерода и азота.

 

Диапазоны волн:

1) 780-850нм – это инфракрасные лазеры, которые используют эти излучения, применяется в приводах компактных дисков. Срок службы таких лазеров не очень большой и их нельзя использовать на большой мощности, т.к. инфракрасное излучение нагревает системы. Недостаток диапазона: возможность перехвата излучения с помощью приборов ночного видения.

2) 1520-1600нм – главное отличие – скорость передачи сигнала. Также этот диапазон обладает меньшим поглощением и более безопасен для человеческого зрения. Цвет красный, мощность может быть повышена в 60 раз. Скорость передачи – больше 2,5 Гбит в секунду. Дальность превышает в несколько раз инфракрасный диапазон.

3) ~10 000нм – данная длина волны стала использоваться только в настоящее время. Главное достоинство – меньшее поглощение излучения в дымных средах. Недостаток – не проходит через стекло.

Для того чтобы не использовать оптические системы используют открытые оптические излучатели.

Мощность может быть большая.

 

Передатчики оптических систем

Источником модулированного света обычно является лазерный излучатель или светодиод, соответственно обеспечивает передачу сигнала и …. также влияет на качество. Скорость от 20Мбит/с до 2 Гбит/с. Требованиям отвечают только лазерные излучения, чаще всего используется 2 диапазона 750-925нм и 1550-1580нм. Передатчики должны обладать следующими характеристиками.

1) Высокий уровень мощности излучения. (высокий уровень – 0,5 Вт)

2) Должны обеспечивать высокоскоростную модуляции сигнала.

3) Небольшие габариты и потребляемая мощность. Т.е. КПД.

4) Возможность работы в широком температурном диапазоне без ухудшения параметров связи.

5) Среднее время наработки на отказ. У светодиодов и лазеров порядка 10 лет.

 

По мимо передатчиков могут использоваться усилители оптического сигнала. Усилители могут увеличивать мощность сигнала примерно в 3,4 раза.

Расходимость излучения для лазерных систем регулируется самим излучателем и оптической системой. Типичное значение для системы – от 2 до 10 мрад. соответствует примерно диаметру луча от 2-10м на расстояние в 1км. В случае использования систем наведения расходимость уменьшается и составляет примерно от 5 до 100см на 1 км.

 

 

Приемники.

В качестве приемников используются разновидности фотодиодов, т.е. элементы меняющие свою проводимость в зависимости от освещения, собираются в основном на основе кремния, арсенида галлия и мышьяка, также иногда используется германий.

Приемники из этих материалов не могут настраиваться на длину волны, для фильтрации используются внешние оптические фильтры.

 

Лазерная безопасность.

В первую очередь безопасность определяется возможным повреждением глаз и кожи человека. При высокой мощности излучение может вызвать ожоги кожи, в случае глаз лазер практически всегда приводит к каким то повреждениям. Лазеры относительно безопасные для глаз являются и безопасными для кожи. Необходимо учитывать, что глаз человека фокусирует излучение в определенном диапазоне (от 0,5 до 1,4мкм). Другие длины волн поглощаются роговицей глаза. Поражение глаз ультрафиолетом и видимым излучением более вероятно, чем лучами инфракрасного диапазона. Кроме этого глаз имеет различную реакцию. На длины волн. В различных странах различные стандарты безопасности при работе с лазерами. Но в основном они все придерживаются одной классификации. Согласно среднему стандарту лазер делится на 4 класса:

1) Лазер безопасен в непосредственной близости без использования оптических приборов.

2) Класс 1М – безопасен, если пользователь не пользует оптических приборов.

3) Класс 3В – является опасным

1) Мощность передатчика – не более 5 мВт.

2) Класс 1М ~ 10мВт

3) Класс 3В ~ 50мВт

В приводах Blue Ray мощность 20мВт.