Del i serien VDI-Buch

Lichtwellenleiter in Sensorik und optischer Nachrichtentechnik

Häftad, Tyska, 2011

939 kr

Beställningsvara. Skickas inom 10-15 vardagar. Fri frakt för medlemmar vid köp för minst 249 kr.

Dieses Buch beschreibt die Grundlagen der Wellenleiteroptik und diskutiert den Einsatz der Lichtwellenleiter sowohl in der Sensorik wie in der optischen Übertragungstechnik. Diese beiden großen Einsatzfelder der Lichtwellenleiter werden hier erstmals in einem Buch vereint dargestellt, womit gerade dem wichtiger werdenden Anwendungsgebiet der Lichtwellenleiter in der Sensortechnik einmal angemessen Rechnung getragen wird. Das Buch erarbeitet das wesentliche physikalische und nachrichtentechnische Fachwissen, verzichtet aber auf allzu aufwendige mathematische Herleitungen. Es eignet sich daher gleichermaßen als vorlesungsbegleitendes Lehr- und Nachschlagewerk wie auch als Einführungstext für alle, die sich das Gebiet selbständig erarbeiten wollen.

Produktinformation

Utgivningsdatum2011-12-13
Mått148 x 210 x 20 mm
Vikt476 g
FormatHäftad
SpråkTyska
SerieVDI-Buch
Antal sidor340
FörlagSpringer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
ISBN9783642720673

Tillhör följande kategorier

1 Optische Wellen.- 1.1 Einige Grundbegriffe der Wellenlehre.- 1.2 Elektromagnetische Wellen.- 1.3 Licht als elektromagnetische Welle.- 2 Lichtwellenleiter.- 2.1 Dielektrische Wellenleiter.- 2.2 Lichtwellenleiter in Faserform.- 2.3 Integriert-optische Lichtwellenleiter.- 3 Geometrisch-optische Lichtwege in LWL.- 3.1 Strahlenoptische Lichtwege im Stufenindex-LWL.- 3.2 Prinzip der Lichtfuhrung in Gradientenindex-LWL mit parabolischem Brechzahlprofil.- 3.3 Übertragung auf rotationssymmetrische Faser-LWL.- 4 Berücksichtigung der Wellennatur des Lichtes.- 4.1 Stufenprofil-Filmwellenleiter.- 4.2 Gradientenindex-Filmwellenleiter mit Parabelprofil.- 4.3 Übertragung auf rotationssymmetrische Faser-LWL und auf integriert-optische LWL.- 5 Exakte Berechnung der Lichtausbreitung.- 5.1 Faser-LWL mit Stufenprofil.- 5.2 Modenfelder in Gradientenprofilfasern.- 5.3 Modenfelder in integriert-optischen Lichtwellenleitern.- 6 Einige Grundlagen der optischen Nachrichtenübertragung.- 6.1 Anaolge und digitaleSignale.- 6.2 Nachrichtenübertragung in Trägerfrequenztechnik.- 6.3 Der Einfluß des Rauschens.- 6.4 Systemkenngrößen für die Übertragung von leistungsmoduliertem Licht.- 7 Verluste in Lichtweilenleitern.- 7.1 Quantitative Erfassung der Dämpfung.- 7.2 Dämpfung in Glasfaser-LWL.- 7.3 Dämpfung in POF-Fasern.- 7.4 Dämpfung in integriert-optischen LWL.- 8 Modenlaufzeitunterschiede (Modendispersion).- 8.1 Laufzeiten nach dem Strahlenmodell in Stufenprofil- und Gradientenprofilfasern.- 8.2 Exakte Theorie der Modenlaufzeiten von LP-Moden.- 9 Einfluß der spektralen Breite der Lichtquelle: chromatische Dispersion.- 9.1 Mathematische Beschreibung.- 9.2 Abschätzung der durch chromatische Dispersion verursachten Laufzeitunterschiede.- 10 Impulsverbreiterung und 3-dB-Grenzfrequenz.- 10.1 Impulsübertragung.- 10.2 Analogübertragung.- 10.3 Dispersion im Datenblatt; Bandbreite-Länge-Produkte.- 11 Grenzen optischer Übertragungssysteme durch Dämpfung und Dispersion.- 11.1 Analoge Übertragung.- 11.2 Digitale Übertragung (PCM-Übertragung).- 12 Meßwerterfassung mit Lichtwellenleiter-Sensoren.- 12.1 Einige Grundbegriffe der Sensorik.- 12.2 Einteilung der Sensoren.- 12.3 Optische Sensorik mit Lichtwellenleitern.- 13 Beispiele extrinsischer optischer Sensoren.- 13.1 Füllstandsanzeiger.- 13.2 Abstandssensor durch Phasenlaufzeitmessung.- 13.3 Temperatursensor.- 13.4 Polarisationssensor (Polarimeter).- 14 Intrinsische Sensoren mit Standardfasern.- 14.1 Mikrobiegungssensor.- 14.2 Sensorwirkung durch Abänderung der Mantelbrechzahl.- 14.3 Evanescent field sensor.- 14.4 „Verteilte“ Intensitätssensoren und OTDR-Auswertung.- 14.5 Sensoren mit Bragg-Gitter im Glasfaserkern.- 15 Polarisationscharakteristik von Faser-LWL.- 15.1 Polarisation in Vielmodenfasern.- 15.2 Polarisation in Standard-Einmodenfasern.- 15.3 Fasern mit modifiziertem linearen Polarisationsanteil.- 15.4 Fasern mit modifiziertem zirkularen Polarisationsanteil.- 16 Intrinsische faseroptische Polarimeter.- 16.1 Einbringen zusätzlicher linearer Anisotropie.- 16.2 Einbringen zusätzlicher zirkularer Anisotropie.- 17 Interferometrische Sensoren: Grundlagen.- 17.1 Sensorik durch Änderung optischer Weglängen.- 17.2 Messung von Phasendifferenzen mit Zweistrahlinterferometern.- 17.3 Zweistrahlinterferometer als Sensor.- 17.4 Anforderungen an die Lichtquelle.- 17.5 Lichtwellenleiter in Zweistrahlinterferometern.- 18 Sensoren mit LWL-Interferometern nach Mach-Zehnder und nach Michelson.- 18.1 Mach-Zehnder-Interferometer als Sensor.- 18.2 Michelson-Interferometer als Sensor.- 19 Faseroptisches Sagnac-Interferometer als Drehratensensor.- 19.1 Aufbau des Interferometers.- 19.2 Sagnac-Effekt.- 19.3 Berechnung des Phasen Versatzes infolge Rotation.- 19.4 Technische Realisierung; Linearisierung der Kennlinie.- 19.5 Einsatz von Sagnac-Drehratensensoren.- A1 Anhang: Sellmeier-Beschreibung der Wellenlängenabhängigkeit der Brechzahl.- A2 Anhang: Zentrum und effektive Breite eines Zeitpulses bzw. einer Spektrallinie.- A3 Anhang: Polarisation von Licht.- A4 Anhang: Mathematische Beschreibung der Polarisation mit dem Jones-Formalismus.- A4.1 Jones-Vektoren.- A4.2 Polarisationsoptische Bauelemente und Jones-Matrizen.- A4.2.1 Linearpolarisator.- A4.2.2 Linearer Retarder (lineare Doppelbrechung, lineare optische Anisotropie).- A4.2.3 Zirkularer Retarder (zirkuläre Doppelbrechung, zirkuläre optische Anisotropie).- A4.2.4 Eigenzustände polarisationsoptischer Bauelemente.- A5 Anhang: Vereinfachte mathematische Beschreibung von Kopplern mit Einmoden-LWL.- A6 Anhang: Transversaler Pockels-Effekt (transversaler linearer elektrooptischer Effekt).- Literaturvierzeichnis.

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ISBN9783642720673

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1 Optische Wellen.- 1.1 Einige Grundbegriffe der Wellenlehre.- 1.2 Elektromagnetische Wellen.- 1.3 Licht als elektromagnetische Welle.- 2 Lichtwellenleiter.- 2.1 Dielektrische Wellenleiter.- 2.2 Lichtwellenleiter in Faserform.- 2.3 Integriert-optische Lichtwellenleiter.- 3 Geometrisch-optische Lichtwege in LWL.- 3.1 Strahlenoptische Lichtwege im Stufenindex-LWL.- 3.2 Prinzip der Lichtfuhrung in Gradientenindex-LWL mit parabolischem Brechzahlprofil.- 3.3 Übertragung auf rotationssymmetrische Faser-LWL.- 4 Berücksichtigung der Wellennatur des Lichtes.- 4.1 Stufenprofil-Filmwellenleiter.- 4.2 Gradientenindex-Filmwellenleiter mit Parabelprofil.- 4.3 Übertragung auf rotationssymmetrische Faser-LWL und auf integriert-optische LWL.- 5 Exakte Berechnung der Lichtausbreitung.- 5.1 Faser-LWL mit Stufenprofil.- 5.2 Modenfelder in Gradientenprofilfasern.- 5.3 Modenfelder in integriert-optischen Lichtwellenleitern.- 6 Einige Grundlagen der optischen Nachrichtenübertragung.- 6.1 Anaolge und digitaleSignale.- 6.2 Nachrichtenübertragung in Trägerfrequenztechnik.- 6.3 Der Einfluß des Rauschens.- 6.4 Systemkenngrößen für die Übertragung von leistungsmoduliertem Licht.- 7 Verluste in Lichtweilenleitern.- 7.1 Quantitative Erfassung der Dämpfung.- 7.2 Dämpfung in Glasfaser-LWL.- 7.3 Dämpfung in POF-Fasern.- 7.4 Dämpfung in integriert-optischen LWL.- 8 Modenlaufzeitunterschiede (Modendispersion).- 8.1 Laufzeiten nach dem Strahlenmodell in Stufenprofil- und Gradientenprofilfasern.- 8.2 Exakte Theorie der Modenlaufzeiten von LP-Moden.- 9 Einfluß der spektralen Breite der Lichtquelle: chromatische Dispersion.- 9.1 Mathematische Beschreibung.- 9.2 Abschätzung der durch chromatische Dispersion verursachten Laufzeitunterschiede.- 10 Impulsverbreiterung und 3-dB-Grenzfrequenz.- 10.1 Impulsübertragung.- 10.2 Analogübertragung.- 10.3 Dispersion im Datenblatt; Bandbreite-Länge-Produkte.- 11 Grenzen optischer Übertragungssysteme durch Dämpfung und Dispersion.- 11.1 Analoge Übertragung.- 11.2 Digitale Übertragung (PCM-Übertragung).- 12 Meßwerterfassung mit Lichtwellenleiter-Sensoren.- 12.1 Einige Grundbegriffe der Sensorik.- 12.2 Einteilung der Sensoren.- 12.3 Optische Sensorik mit Lichtwellenleitern.- 13 Beispiele extrinsischer optischer Sensoren.- 13.1 Füllstandsanzeiger.- 13.2 Abstandssensor durch Phasenlaufzeitmessung.- 13.3 Temperatursensor.- 13.4 Polarisationssensor (Polarimeter).- 14 Intrinsische Sensoren mit Standardfasern.- 14.1 Mikrobiegungssensor.- 14.2 Sensorwirkung durch Abänderung der Mantelbrechzahl.- 14.3 Evanescent field sensor.- 14.4 „Verteilte“ Intensitätssensoren und OTDR-Auswertung.- 14.5 Sensoren mit Bragg-Gitter im Glasfaserkern.- 15 Polarisationscharakteristik von Faser-LWL.- 15.1 Polarisation in Vielmodenfasern.- 15.2 Polarisation in Standard-Einmodenfasern.- 15.3 Fasern mit modifiziertem linearen Polarisationsanteil.- 15.4 Fasern mit modifiziertem zirkularen Polarisationsanteil.- 16 Intrinsische faseroptische Polarimeter.- 16.1 Einbringen zusätzlicher linearer Anisotropie.- 16.2 Einbringen zusätzlicher zirkularer Anisotropie.- 17 Interferometrische Sensoren: Grundlagen.- 17.1 Sensorik durch Änderung optischer Weglängen.- 17.2 Messung von Phasendifferenzen mit Zweistrahlinterferometern.- 17.3 Zweistrahlinterferometer als Sensor.- 17.4 Anforderungen an die Lichtquelle.- 17.5 Lichtwellenleiter in Zweistrahlinterferometern.- 18 Sensoren mit LWL-Interferometern nach Mach-Zehnder und nach Michelson.- 18.1 Mach-Zehnder-Interferometer als Sensor.- 18.2 Michelson-Interferometer als Sensor.- 19 Faseroptisches Sagnac-Interferometer als Drehratensensor.- 19.1 Aufbau des Interferometers.- 19.2 Sagnac-Effekt.- 19.3 Berechnung des Phasen Versatzes infolge Rotation.- 19.4 Technische Realisierung; Linearisierung der Kennlinie.- 19.5 Einsatz von Sagnac-Drehratensensoren.- A1 Anhang: Sellmeier-Beschreibung der Wellenlängenabhängigkeit der Brechzahl.- A2 Anhang: Zentrum und effektive Breite eines Zeitpulses bzw. einer Spektrallinie.- A3 Anhang: Polarisation von Licht.- A4 Anhang: Mathematische Beschreibung der Polarisation mit dem Jones-Formalismus.- A4.1 Jones-Vektoren.- A4.2 Polarisationsoptische Bauelemente und Jones-Matrizen.- A4.2.1 Linearpolarisator.- A4.2.2 Linearer Retarder (lineare Doppelbrechung, lineare optische Anisotropie).- A4.2.3 Zirkularer Retarder (zirkuläre Doppelbrechung, zirkuläre optische Anisotropie).- A4.2.4 Eigenzustände polarisationsoptischer Bauelemente.- A5 Anhang: Vereinfachte mathematische Beschreibung von Kopplern mit Einmoden-LWL.- A6 Anhang: Transversaler Pockels-Effekt (transversaler linearer elektrooptischer Effekt).- Literaturvierzeichnis.