مواد نوري

در بسياري موقعيتها تقسيم كردن يك سيگنال نوري به مؤلفه هاي قطيدة Orthogonally آن لازم است . اين كار معمولاً با منشورهاي قطبندة Beam Splitter انجام مي شود.
اين علائم مي تواند از طريق يكسري از راهها توليد شود اما دوراه بسيار رايج است .

منشور Glan-Thompson
دو منشور ساخته شده از مادة ( Usually Calate ) bire fringent در طول وترهايشان به يكديگر متصل مي شوند . ضخامت لاية چسب و شاخص آن دقيقاً كنترل مي شود .
معمولاً برخورد يك اشعه به سطح خارجي يك منشور بسته به قطبش دو اشعة مجزا ( يك اشعه معمولي و يك اشعه غير معمولي ( ويژه ) تقسيم مي شود . اشعة غير معمولي ( ويژه ) بدون شكست مستقيماً عبور مي كند اما اشعه معمولي در جهت ( زاويه ) Brewster شكسته مي شود . اين موضوع علاوه بر اين در ( ۵٫۴٫۴٫۱) مواد bire fringent بحث مي شود.

ابزار ( دستگاه ) معمولاً در شكل يك چهارضلعي ساخته مي شود اين موشوع رسيدن به فلز را در برخورد اشعه به سطح منشور ( براي سيستم بازتاب ) ممكن مي سازد . و هنوز هم با سطح قطري در زاويه مناسب تر مواجه مي شود . در ابزارهاي واقعي سطوح ورودي و خروجي حتماً بازتاب مي شوند .

مكعب قطبش Beam Splitter
اين ابزارها همان نقش منشور Glan – Thompson را بازي مي كنند به جز آنكه به جاي استفادة از يك كريستال bire fringent آنها از يك تركيب لايه ها از مواد دي الكتريكي در يك فصل مشتريك قطري بين دو منشور استفاده مي كنند .
( ۵٫۴٫۴٫۱ ) مواد bire fringent
bire fringent يك خاصيت در بعضي از مواد است به طوريكه نور از قطبشهاي مختلف يك فهرست متفاوت انكساري با آن ماده مي چيند .يك اشعه غير قطبيده يا باريكه اي از

نور ازامواج عمودي واقعي قطبيده تشكيل مي شود كه اين دو اشعه مجزا در داخل مادة bire fringent تقسيم مي شود عملكرد ( طرزكار ) جداكنندهها و منتشر كندهها ( پخش كننده ها ) برانار bire fringent استوار مي باشد ( يا در حداقل قطبش ) . مواد بسياري وجود دارند كه خواص bire fringent رانشان مي دهند . Calcite ( ) و rutile ( ) معولاً به خاطرخواص bire fringent شان استفاده مي شوند . كوارتز نيز اين خواص را دارد مي تواند درموقعيتهاي زيادي ايجاد مشكل كند . يك مادة bire fringent يك ساختار كريستالي دارد. در داخل اين ساختار يك محور نوري وجود دارد . ( در بعضي ازمواد بيشتر از يكي ) هنگامي كه يك اشعه تحت يك زاويه به محور نوري كربستال وارد مي شود آن اشعه به دو اشعه تقسيم مي شود. يك اشعه ( معمولي ) قطبش عمودي دارد اشعة ديگر ( اشعه غير معمولي ) نسبت به اشعه معمولي قطبش Orthogonal دارد . براي اشعة معمولي ماده يك فهرست انكساي ثابت را نماش مي دهد ( در مورد Calcite 66/1 ) براي اشعه غير معمولي بسته به زوايه برخورد بخشي از اشعه اصلي ماده يك فهرست انكساري متغيير را

نمايش مي دهد . ( بين ۱٫۴۹ تا ۱٫۶۶ ) يك اثر ( ) بسيار مفيدي در اينجا اين است كه ما مي توانيم يك زوايه برخوردي را آنچنان كه يك اشعه با فصل مشترك هوا-ماده مواجه مي شود بيابيم . اشعة معمولي شكسته مي شود اما اشعهغير معمولي بازتاب مي شود. زواية برخوردي در موردي كه اين اتفاق مي افتد Brewster ناميده مي شود . اين يك راه خوب براي جدايي يك اشعة غير

قطبيده به دو اشعه قطبيدة Orthogonal است
بسياري از مواد معمولي اثر فوق را نمايش ميدهند هنگامي كه نور قوي خورشيد روي آنها مي افتد نور يك قطبش آن جذب و نور قطبش Orthogonal بازتاب مي شود .
براي مثال برگ سبز يك درخت در نور مستقيم خورشيد به نظر مي رسد علت اين موضوع بارتاب

قطبش قوي از سطح مي باشد . اگر شما در حال گرفتن عكس از يك صفحة درخشندة نوراني باشيد شما مي توانيد از يك فيلتر قطبنده استفاده كنيد . اگر فيلتر را به زواية صحيح بچرخانيد بازتاب قطبيده ( از سطح ) بلوكه خواهد شد . ولي تنها قسمتي از نور تابيده شده دقيقاً از ير سطح بلوكه خواهد شد . بنابراين رنگها تشديد مي شوند .
شما مي توانيد اثر يكسان استفادة قطبي كردن ( قطبش ) عينك خورشيدي را ببينيد . شكستهاي مختلف بدست آورده شده وابسته به رابطة‌ ارتباط زاوية برخورد به محور نوري كريستال مي باشد . توجه به آنكه براي اشعه هاي موازي با محور نوري يا ۹۰ درجه نسبت به آن اگر آن اشعه عمود به كريستال است هر دو قطبش از ميان فصل مشترك متأثر شده عبور داده مي شوند اگر اشعه عمود به كريستال نباشد آن به دو اشعة مجزاي قطبش معولي و غير معمولي پاشيده مي شود.
براي يك اشعه رسيده و در يك زواية به محور فوري ولي عمود بر فصل مشترك كريستال ـ هوا اشعة معمولي شكسته نمي شود اما اشعة غير معمولي شكسته مي شود.
Isolators 5.4.5 ( جداكننده ها )‌.
يك جداكننده يك ابزاري است ك اجازه مي دهد تا نور در طول يك رشته در يك جهت عبور كند اما نه در جهت مخالف . در عمل آن كاملاً شبيه يك ديود در جهان الكتريكي است . جداكننده ها در

سيستمهاي نوري در بسياري نقشها ( وظايف ) لازم مي شوند . معمولي ترين آن جلوگيري از بازتابهاي Coming back clown يك فيبر از دوباره وارد شده و تجزيه ( فروپاشي )‌عمليات يك ليزر است .
بيشتر پديده هاي خارق العادة نوري دوجهته هستند و بنابراين ساختمان يك جداكننده به قابل فهمي We might Like نيست . با وجود اين يك پديدة نوري دوجهته نيست . اين «‌اثر فارادي » است . اين اثر وابسته به قطبش است بنابراين بر طبق استفادة از آن شما بايستي قطبش را حساب كنيد .

۵٫۴٫۵٫۱ اثر الكترواپتيك The Electrooptic Effect
بعضي مواد مانند فهرستي از خواص انكساري متغييري بسته به درجة كاربردي زمينة الكتريكي دارند بسته به جهت گيري زمينه الكتريكي در ارتباط با كريستال بعضي مواد همچنين نمايش Bire fringence مختلف ( دليل نوسانات RL متفاوت ارتباطتهاي متفاوت زمينه الكتريكي هستند . ) اين اثر درتغيير دهنده ها استفاده مي شود

۵٫۴٫۵٫۲ اثر فارادي The Faraday Effect
اثر فارادي هنگامي كه بعضي از مواد ا زجمله ( Yttrium – Iron – Garnet ) در يك ميدان مغناطيسي قوي قرار مي گيرند بدست مي آيد . عبور نور در داخل مواد سطح قطبش آن را ( بردارهاي ميدان الكتريكي و مغناطيسي ) با يك مقدار شبيه طول و قدرت ميدان مغناطيسي

چرخانده است . اين مي تواند مفيد باشد اما حالت بسيار مهم آن است كه اثر نامتقارن است عبور نور در يك جهت ممكن است قطبش آنرا درست ۴۵ درجه چرخانده باشد . عبور نور در جهت ديگر قطبش آن را به چپ با يك مقدار يكسان ( در اين مورد ۴۵ درجه ) خواهد چرخاند .
چرخش مخالف جهتهايي در ارتباط با جهت اشعة نور است اما در جهت مشابه ارتباط با R

otator جداكننده ها استفاده مي شود در موقعيتهاي بسيار تا نوري را كه فقط در يك جهت عبور مي كند فراهم كند . اين براي زمان اتصال يك ليزر به يك رشته ( فيبر ) لازم است . نور منعكس شده مي تواند باعث ناپايداري در ليزر و باعث بسياري اثرات نامطلوب شود .
تعدادي از راههاي ساختمان جداكننده ها وجود دارند و بيشتر اينها وابسته به اثرات يك راه است .
نور در حال آمدن اول با يك فيلتر قطبش دهنده مواجه مي شود كه همة قطبشها به جز آنها كه در جهت قطبنده اند را برطرف مي كند . ( اين معني ميدهد كه اگر نور در حال آمدن به نوبت قطبيده شود ما قصد داريم ۵۰% آن را كم كنيم ) در خروج از فيلتر نور به طور عمودي قطبيده مي شود . قطبش نور ورودي سپس دوران فارادي را وارد مي كند . اين ابزار ( تشريح شده در بالا ) قطبش را ۴۵ به راست مي چرخاند ( بدون شكست ) .
دومين فيلتر قطبنده در جلوي جهت زيادي است . نور از بيان اين فيلتر اكنون بدون شكست عبور خواهد كرد و آن در جهتي يكسان درست مانند قطبش نور در حال ورود تطبيق داده مي شود .
اوليننور با يك قطبنده كه فيلترها هر نوري را كه در زاوية ۴۵ درجه با خط قائم تطبيق نمي كند خارج مي كنند مواجه مي شود. اين امر چون كه مانمي توانيم مطمئن باشيم از قطبش ناخواسته بازتابها لازم است
دوران فارادي كليد عمل جداكننده است . در جهت معكوس اين وسيله قطبش را در خلاف جهت حركت عقربة ساعت ( در اثر ارتباط با جهت انتشار ) خواهد چرخاند . بنابراين عمل چرخاننده نامتقارن است .
در خروج از پرتو(نور) روتاتور (آلت دوار) فارادي كه حالا پولاريز (قطبي) شده است در بعلت عمود بودن آن . وقتي كه آن (نور) برخورد مي كند با فيلتر پلاريز سنيگ بعدي ، حذف خواهد شد (جذب مي شود) . مشكل اين نوع از ايزولاتور (جداساز – مجزا كننده) اين است كه ، پلاريزاسيون (قطبش) ورودي نياز داردبه هماهنگي (تطابق) در جهت يابي از يك جداساز . اگر ورودي تا قطبيده (unpolarised) است ، پس ما از دست مي دهيم يك نيمه از سيگنال (۳dB) را . اگر سيگنال قطبي شده و جهت يابي اشتباه است ، بنابراين ما مي توانيم كل سيگنالها را از دست بدهيم . بدتر از همه اينكه ، اگر پلاريزاسيون (قطبش) نوسان(اختلاف) داشته باشد با زمان (همانطور كه بطور نرمال انجام مي دهد بعد از يك سفر طولاني بر يك فيبر (طيف)) متغير (بي‌ثبات) كه تبديل

خواهد شد به بي ثباتي در كاهش (افت قدرت موج) .
نتيجه اين تغيير اتفاقي در سطح (ميزان) سيگنال است ، بعبارت ديگر – پارازيت و يا اختلال جدي . اين كاملاً به همان بدي ، آن صداها (پارازيت) نيست . در بسياري از مكانهايي كه ما مي خواهيم استفاده كنيم از يك مجزا كننده (جدا ساز) در پرتو (نور) .
بعنوان مثال ، در خروج از يك ليزر نيمه رسانايي . هر چند در موقعيت هاي ديگر ، ما بيك وسيله (دستگاه مستقل پلاريزاسيون احتياج داريم .
۵-۴-۵-۴ A Polarisation Independent Isolator
يك مجزا كننده مستقل پلاريزاسيون (قطبش) :

در بسياري از بهره گيري ها (بكارگيري‌ها) ما قادربه كنترل پلاريزاسيون از وارد شدن به نور نيستيم. در مواردي شبيه به اين ، يك مجزا كننده مستقل پلاريزاسيون احتياج است . چنين مجزا كننده اي مي تواند ساخته شود با جدا كردناشعه وارد شونده به دو راست گوشه (قائم ) پلاريزاسيون آن ، پردازش كردن‌آنها بطور جداگانه و سپس دوباره تركيب كردن آنها در ورودي . اين يك فرايند مشابه است كه استفاده مي شود در انتشار دهنده ها . در ۱-۶-۴ توضيح داده شده است . «انتشار دهنده ها – قادعده كلي از عملكرد».

۴-۵-۶-Circulators :انتشار دهنده ها
كاركرد اصلي و مهم از يك انتشار دهنده‌ ، توضيح داده شده در نور وارد مي شود در هر پورت (مرز ورود / خروج) ويژه (مي گوييم پورت۱) حركت مي كند در اطراف انتشار دهنده و يافت مي شود (مي رود) به پورت بعدي (پورت ۲) . نور وارد مي شود به پورت ۲ و آنرا ترك مي كند و به پورت ۳ مي رود و غيره . وسيله هم اندازه (متقارن) است در محل عملكرد اطراف يك دايره . انتشار دهنده ها ابزارهاي (وسايل) ميكروآپتيك هستند (وابسته به بينايي) و مي توانند ساخته شوند با هر تعداد از پورت ها .
همچنين ، معمول است كه ساخته شود در يك نوع نامتقارن ، جاييكه آخرين پورت (۴) نمي تواند بچرخد(گردش كند) در اطراف پورت ۱ . در حاليكه اين صرفه جوي در هزينه است اما اين دليل

مهمي براي انجام دادن آن نيست . اگر ما مطمئن شويم كه پورت آخر نمي تواند در اطراف اولين پورت بچرخد ، ما مي توانيم استفاده كنيم از اين وسيله در سيستم هاي فوري كه ارتباط دارد با ليزر ، ما مطمئن نيستيم و نمي خواهيم كه سيگنالهاي نادرست (ساختگي )‌به آن برگردند . يكي از چيزهاي تماشايي در انتشار دهنده اين