В связи с тем что в оптических вычислительных устройствах дискретного действия информация представляется посредством электромагнитных колебаний светового диапазона длин волн (световых импульсов), генерируемых оптическими или оптико-электронными элементами, для передачи информации должны применяться волноводы специального типа — световоды, выполняемые в виде стеклянных (оптических) волокон.
Типичная волоконная оптическая система представляет собой пучок (жгут) стеклянных волокон, диаметр которых лежит в пределах 1-100 мК. Подобные жгуты обладают большой гибкостью, что позволяет менять направление распространения световых лучей в соответствии с особенностями логической структуры и спецификой конструктивной реализации проектируемого вычислительного устройства.
Каждое волокно заключается в оболочку из материала с меньшим показателем преломления (обычно из стекла) толщиной порядка 0,5 мК сверху оболочка покрывается тонким слоем металла (например, алюминия или индия). Подобная структура обусловливает световодные свойства оптических стеклянных волокон.
В основе этих свойств лежит явление полного внутреннего отражения, сущность которого заключается в следующем. Если угол падения световых лучей на вход оптического волокна (т. е. на один из его торцов) превышает некоторый минимальный угол фо, то луч света, распространяющийся в оптически более плотвой среде (в сердечнике волокна), достигая ее границы с менее плотной средой (наружного слоя волокна), полностью отражается от этой границы.
Потери энергии в оптических волокнах, определяющие затухание передаваемого сигнала, обусловливаются потерями в материале линии и рассеянием на поверхности раздела сердечника волокна и его оболочки и практически не превышают 0,1% на сантиметр длины, т. е. имеют величину порядка 1,1 дБ/м при скорости распространения сигнала около 20,3 см/нсек.
Существенно также и то, что в случае применения стекловолоконных световодов отсутствует необходимость в заземляющих цепях и, следовательно, наряду с повышением помехоустойчивости линий передачи упрощается также их конструкция.
Страницы: 1 2 3 4 5