Numerical Analysis and Design of Microstructured Components for Broadband Optical Communication Networks

Author(s):  
M. Zdanowicz ◽  
T. Abraham
Sensors ◽  
2020 ◽  
Vol 20 (23) ◽  
pp. 6789
Author(s):  
Katarzyna A. Rutkowska ◽  
Anna Kozanecka-Szmigiel

Tunable diffraction gratings and phase filters are important functional devices in optical communication and sensing systems. Polarization gratings, in particular, capable of redirecting an incident light beam completely into the first diffraction orders may be successfully fabricated in liquid crystalline cells assembled from substrates coated with uniform transparent electrodes and orienting layers that force a specific molecular distribution. In this work, the diffraction properties of liquid crystal (LC) cells characterized by a continually rotating cycloidal director pattern at the cell substrates and in the bulk, are studied theoretically by solving a relevant set of the Euler-Lagrange equations. The electric tunability of the gratings is analyzed by estimating the changes in liquid crystalline molecular distribution and thus in effective birefringence, as a function of external voltage. To the best of our knowledge, such detailed numerical calculations have not been presented so far for liquid crystal polarization gratings showing a cycloidal director pattern. Our theoretical predictions may be easily achieved in experimental conditions when exploiting, for example, photo-orienting material, to induce a permanent LC alignment with high spatial resolution. The proposed design may be for example, used as a tunable passband filter with adjustable bandwidths, thus allowing for potential applications in optical spectroscopy, optical communication networks, remote sensing and beyond.


2003 ◽  
Vol 9 (3) ◽  
pp. 770-775 ◽  
Author(s):  
Soon-Cheol Kong ◽  
Seong-Hae Ok ◽  
Young-Wan Choi ◽  
Joong-Seon Choe ◽  
Yong-Hwan Kwon ◽  
...  

Author(s):  
В.Л. Мартынов ◽  
В.И. Дорошенко ◽  
Н.М. Божук ◽  
Ю.Г. Ксенофонтов

Решению вопросов, связанных с телекоммуникационным оборудованием, функционирующем в водной среде, в настоящее время уделяется особое внимание. На смену традиционным подводным системам обмена информацией в гидроакустических полях приходят открытые системы её оптической передачи и приёма, базирующиеся на лазерных технологиях. Это вызвано необходимостью трансляции с высокой разрешающей способностью видеоданных, среди которых, например, может быть либо визуальное отображение подводных систем в динамике, либо результаты мониторинга объектов подводной инфраструктуры в реальном масштабе времени, либо что-то другое с учётом требований Заказчика. Канал передачи такого большого объёма информации при условии ее считывания с задаваемым качеством должен иметь пропускную способность более 1 Мбит/с. Такую высокую скорость передачи невозможно реализовать в подводных гидроакустических системах, граница технических возможностей которых на превышает 10...50 кбит/с. В аналогичной ситуации при заданных параметрах канала связи частоты несущих оптического диапазона имеют порядок 1014 Гц, что обеспечивает динамический диапазон полосы пропускания в районе 1012…1013 Гц. С учётом условия квазимонохроматичности применение гидроакустических средств для передачи видеоданных становится проблематичным, так как техническая реализация такой задачи потребует слишком большого времени. С учётом сказанного, преимуществом подводных беспроводных оптических систем связи является их высокая широкополосность, которая обеспечит высокую скорость передачи данных. В статье обосновывается целесообразность использования открытых оптических системы связи для создания высокоскоростных подводных инфотелекоммуникаций, среди которых наиболее предпочтительными являются лазерные системы. Special attention is currently paid to the solution of issues related to telecommunication equipment operating in the aquatic environment. The traditional underwater systems for the exchange of information in hydroacoustic fields are being replaced by open systems for its optical transmission and reception, based on laser technologies.This is due to the need to broadcast high-resolution video data, among which, for example, there can be either a visual display of underwater systems in dynamics, or the results of monitoring objects of underwater infrastructure in real time, or something else, taking into account the requirements of the Customer. The transmission channel of such a large amount of information, provided it is read with a specified quality, must have a bandwidth of more than 1 Mbit / s. Such a high transmission rate cannot be realized in underwater sonar systems, the technical capabilities limit of which does not exceed 10 ... 50 kbit/s. In a similar situation, given the parameters of the communication channel, the carrier frequencies of the optical range are 1014 Hz, which provides a dynamic bandwidth range about 1012…1013Hz. Taking into account the condition of quasimonochromaticity, the use of hydroacoustic means for transmitting video data becomes problematic, since the technical implementation of such a task will take too long. In view of the above, the advantage of underwater wireless optical communication systems is their high broadband, which will provide a high data transfer rate. The article substantiates the expediency of using open optical communication systems for creating high-speed underwater information telecommunications, among which the most preferable are laser systems.


Author(s):  
H. Ashrafiuon ◽  
N. K. Mani

Abstract The symbolic computing system MACSYMA is used to automatically generate the explicit equations necessary to represent the kinematic constraints and system dynamics and to compute the design sensitivities for optimal design of any multibody system. The logic to construct system matrices and vectors involved in the analysis and design equations is implemented as general purpose MACSYMA programs. All necessary manipulations are performed by MACSYMA and the equations are output as FORTRAN statements that can be compiled and executed. This approach results in a computational saving of up to 95% compared to using a general purpose programs. The approach is general in nature and is applicable to any multibody system. Examples are presented to demonstrate the effectiveness of the approach.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document