История открытия и развития оптоволоконных систем и устройств

Введение 3
Глава 1. История создания и развития оптоволоконной техники 4
1.1. Открытие и развитие первых открытых оптических систем 4
1.2. Открытие первых закрытых оптических системы и развитие волоконной техники. 9
Глава 2. Современнные тенденции развития оптоволоконной техники 18
2.1.Краткая история развития оптоволоконных лазеров 19
2.2 Краткая история развития оптоволоконных датчиков. 20
Заключение 24
Источники 25

Весь текст будет доступен после покупки

Свет, как способ передачи информации использовали еще в древние времена. Например, с помощью зажигания костров на сигнальных вышках люди сообщали об опасности приближения врага или запрашивали помощь, первые маяки использовали свет для обозначения береговой линии, чтобы корабли не садились на мель. До сих пор в наши дни мы используем такие же методы, как и наши предки. Светофоры, маяки, фары автомобилей, светодиодные ленты. Все эти устройства созданы для того, чтобы передавать «примитивную» информацию для окружающих, но на большие расстояния и с очень высокой скоростью используя свет.
Но изучение способа передачи более «сложной» информации на большие расстояния с помощью света начались относительно недавно. Примерно около 200 лет назад во Франции были предприняты первые попытки разработки устройств, которые смогли бы передавать информацию с помощью света, на достаточно большие расстояния.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1. Открытие и развитие первых открытых оптических систем

С древнейших времен в качестве носителя информации человек использует в основном акустические волны — звук и электромагнитные волны — свет. Люди на расстоянии прямой видимости обменивались сообщениями с помощью условных знаков; вне зоны прямой видимости для охвата значительного пространства сообщения передавали с помощью звуков рога или боевой трубы. Для увеличения дальности и определенного уменьшения угла направленности передачи сообщений люди использовали свет: огни костров на вершинах гор, в дальнейшем — факелы и «костры тревог или побед» на высоких башнях. Моряки применяли сигнальные лампы для передачи информации. Сохранились сведения о том, что в XII в. до нашей эры весть о падении Трои была передана в Грецию именно оптическим путем [1].
В начале 90-х годов XVIII века русский изобретатель И.П. Кулибин и француз К. Чапп (Клод Шапп) независимо друг от друга разработали оптический телеграф, предназначенный главным образом для передачи военных и правительственных сообщений. Оптический телеграф К. Чапп (рис. 2) использовал в ходе войны Французской республики против Австрии, более 20 станций связали Париж с Лиллем (230 км). Сообщения передавалось из одного конца в другой за 15 минут. В России для военно-правительственных целей оптический телеграф (рис. 3) связал Петербург со Шлиссельбургом (1824 г.), Кронштадтом, Царским Селом и Гатчиной. Самая длинная в мире (1200 км) линия оптического телеграфа была открыта в 1839 г. между Петербургом и Варшавой. В устройствах обоих изобретателей одинаковой была только конструкция семафора [2,3].


а) б)
Рисунок 1 – Первые изобретатели оптического телеграфа
а) Иван Петрович Кулибин
б) Клод Чапп (Шапп)


Рисунок 2 – Оптический телеграф Чаппа

Рисунок 3 – Оптический телеграф Кулибина
Английский физик Джон Тиндалл в 1870 году продемонстрировал возможность управления светом на основе внутренних отражений. На собрании Королевского общества было показано, что свет, распространяющийся в струе очищенной воды, может огибать любой угол. В эксперименте вода протекала над горизонтальным дном одного желоба и падала по параболической траектории в другой желоб. Свет попадал в струю воды через прозрачное окно на дне первого желоба. Когда Тиндалл направлял свет по касательной к струе, аудитория могла наблюдать зигзагообразное распространение света внутри изогнутой части струи. Аналогичное зигзагообразное распространение света происходит и в оптическом волокне [4].

Рисунок 4 – Английский физик Джон Тиндалл
Десятилетием позднее Александр Грэхем Белл, американский инженер, изобретатель телефона, запатентовал фотофон, в котором направленный свет использовался для передачи голоса. В этом устройстве с помощью системы линз и зеркал свет направлялся на плоское зеркало, закрепленное на рупоре. Под воздействием звука зеркало колебалось, что приводило к модуляции отраженного света. В приемном устройстве использовался детектор на основе селена, электрическое сопротивление которого меняется в зависимости от интенсивности падающего света. Моду лированный голосом солнечный свет, падающий на образец селена, изменял силу тока, протекающего через контур приемного устройства, и воспроизводил голос. Данное устройство (Рис. 5) позволяло передавать речевой сигнал на расстояние более 200 м [5].

Весь текст будет доступен после покупки

1.Пономарева А. И. Основные этапы исторического развития средств массовой информации и коммуникации //Социально-гуманитарные знания. – 2017. – №. 2. – С. 258-268.
2.Гасилова Е. Р. ВЕЛИКИЕ ОТКРЫТИЯ КУЛИБИНА ИВАНА ПЕТРОВИЧА //Редакционная коллегия. – С. 38.
3.Хитров И. А., Панова А. А. ОПТИЧЕСКИЙ ТЕЛЕГРАФ //Физика и современные технологии в АПК. – 2019. – С. 77-83.
4.Семенюта Н. Ф., Буй П. М. Волоконно-оптические линии связи и телекоммуникационные передачи на железнодорожном транспорте. – 2012.
5.Ларин Д. А. Изобретение телефона и первые проекты в области защиты телефонных переговоров //История и архивы. – 2017. – №. 2 (8). – С. 112-126.
6.Кузяков Б. А. Схема ретрансляции сигналов оптического диапазона в атмосферной линии связи с использованием квадрокоптера //НАУКА СЕГОДНЯ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА. – 2017. – С. 34-35.
7.Дианов Е. М. Отечественная волоконная оптика: остановленный взлет //Природа. – 2016. – №. 6. – С. 31-40.
8.Свинцов А. Г. Волоконная оптика на рубеже веков. Эволюция оптического волокна //Фотон-экспресс. – 2009. – №. 3. – С. 14-15.
9.Тихомирова О. Ф. Внедрение новых направлений оптики в СССР во второй половине ХХ в. Академик ЮН Денисюк (1927-2006). – 2021

Весь текст будет доступен после покупки