3– amaliy mashg‘ulot optik tolalarning sonli aperturasini tajriba yo‘li bilan aniqlash

3.5. Foydalaniladigan adabiyotlar

3.1. Yunusov N.Yu., Isayev R.I., Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari. O‘zbekiston Respublikasi Oliy va o‘rta maxsus ta’lim vazirligi – T.: Cho‘lpon nomidagi NMIU, 2014 – y. – 368 bet.

3.2. Mirazimova G.X. Optik aloqa asoslari: O‘quv qo‘llanma., t.f.n., dosent Isaev R.I. mas’ul muharrirligi ostida.-Toshkent, TATU bosmaxonasi, 2006.- 136 b.
3.3. Фриман Р. Волоконно–оптические системы связи: Перевод с английского под ред. Н.Н. Слепова.–М.: Техносфера, 2003.

4. 
   Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно–оптическая техника: Современное состояние и перспективы. - 2-е изд., перераб. и доп. / Сб. статей под ред. - М.: ООО "Волоконно – оптическая техника", 2005.
   

3.6. Topshiriqning 2-bandini bajarish bo‘yicha ko‘rsatmalar


Diqqat! Har bir qo‘llashdan avval tolali shnurlar yordamida o‘lchovlarni olib borishda ularning kesimidan himoya qalpoqlarini yechish kerak. Tolali shnur yordamida ish tugagach, uning kesimiga yechilgan himoya qalpog‘ini albatta kiygizib qo‘yish kerak.
Ushbu amaliy ishida quyidagi elementlar qo‘llaniladi (3.9-rasm):

• 
  “nurlanish manbaining elektr ta’minoti bloki” elektron bloki;
  
• 
  lazer diodi LD yoki yorug‘lik diodi YD;
  
• 
  yustirovka qurilmalari YuQ1 va YuQ2;
  
• 
  FS-UPS turdagi konnektorli, himoya qobig‘isiz (sariq rangli bufer qoplamali) bir modali optik tola;
  
• 
  FC-PC turdagi konnektorli ko‘p modali (olov rangli himoya qobig‘ili) optik tola;
  
• 
  mikroob’yektivsiz telekamera;
  
• 
  oq-qora monitor;
  
• 
  qatorni ajratish bloki;
  
• 
  ostsillograf.
  

Dastlabki ogohlantirish. Optik tolaning sonli aperturasini o‘lchashda telekamera mikroob’yektivi albatta yechilishi kerak.
Optik tolaning sonli aperturasi NA deganda optik tola ko‘ndalang kesimiga tushayotgan yorug‘lik nuri va optik tola o‘qi orasidagi burchak sinusining nurning o‘zak-qobiq chegarasidan to‘liq ichki qaytishiga mos keladigan qiymati tushuniladi. Uni tajriba yo‘li bilan aniqlash uchun optik tola kesimidan chiqayotgan nurlanishning tarqalish jarayoni tadqiq etiladi. Bunda yorug‘lik nurining optik toladagi to‘liq ichki qaytishi chog‘ida tolaning kirishidagi va chiqishidagi burchaklarning o‘zaro teng bo‘lishiga asoslaniladi. 3.1-rasmda qo‘zg‘atilgan optik tola kesimidan chiqayotgan natijaviy nurlarning yo‘li ko‘rsatilgan. Ular bilan optik tola o‘qi orasidagi q burchak NA sonli apertura qiymatini belgilaydi.
Optik tolaga kiritiladigan nurlanish manbai sifatida lazer diodi LD yoki yorug‘lik diodi YD ishlatilishi mumkin. Ikkala manba laboratoriya qurilmasining tarkibiga kiradi.
Optik tolaning chiqish kesimi telekameraning ko‘rish maydonida joylashadi va monitor ekranida uning tasviri hosil bo‘ladi. Televizion ostsillograf yordamida tasvir qatorini ajratish (laboratoriya ishi qurilmasining tavsifiga qarang), uning ko‘ndalang kesimida intensivlikning taqsimlanishini tahlil etish imkonini beradi.

3.1-rasm. Qo‘zg‘atilgan optik tola kesimidan chiqayotgan natijaviy nurlarning yo‘li

3.2-rasmda optik tola kesimi S va undan chiqayotgan nurlanish mujassamlashgan yorug‘lik konusini chegaralovchi 1-, 2-nurlar ko‘rsatilgan. Nurlar telekameraning PZS matritsasiga tushadi (M 3.2, a-rasm), uning yordamida televizion signal shakllanadi. 3.2, a-rasmda optik tola kesimidan F masofaga tarqaluvchi nurlanishga mos keluvchi yorug‘lik dog‘i t ning diametri va matritsaning T gorizontal o‘lchami belgilangan.


v

b

a

3.2-rasm. Optik tola kesimi C va undan chiqayotgan nurlanish mujassamlashgan yorug’lik konusini chegaralovchi 1-2 nurlar (a). Tadqiq qilayotgan optik toladan LD (b) va YD (v) dan uzatilayotgan optik nurlanishining ostsillogrammasini namunaviy ko’rinishi

M matritsaga yorug‘lik konusi proyeksiyasining tasviri monitor ekranida yorug‘ dog‘ ko‘rinishida kuzatiladi. Ostsillograf va qatorni ajratish bloki QAB yordamida televizion signalning qatorlaridan biri ajratilishi mumkin. Dog‘ o‘rtasiga to‘g‘ri keluvchi, qatorga muvofiq keluvchi ostsillogrammaning namunaviy ko‘rinishi 3.2, b va 3.2, v-rasmlarda ko‘rsatilgan.

3.2, b-rasm tadqiq etilayotgan optik tolaning lazer diodi LD yordamida qo‘zg‘algan holatiga muvofiq keladi. LD nurlanishining kogerentligi tufayli optik tola kesimida barcha mumkin bo‘lgan modalar (spekl) tomonidan hosil bo‘ladigan interferension tasvir kuzatiladi. Natijada yorug‘lik dog‘iga mos keluvchi ostsillogramma kuchli qiyib tashlangan. Bu o‘lchovni o‘tkazishga xalaqit qilishi mumkin.
3.2, v-rasm tadqiq etilayotgan optik tolaning yorug‘lik diodi YD yordamida qo‘zg‘algan holatiga mos keladi. Uning nurlanishi nokogerent va modalar orasida interferensiya mavjud emas.
Dog‘ning diametriga ostsillogrammada belgilangan t o‘lcham mos keladi. D matritsaning gorizontal o‘lchamiga ostsillogrammadagi qo‘shni qator impulslari orasidagi T masofa mos keladi. Maketda ishlatiladigan telekamera uchun D o‘lcham ma’lum (D=40 mm). Shuning uchun dog‘ning real o‘lchami D ostsillogramma bo‘yicha t va T kattaliklarni o‘lchash yo‘li bilan aniqlanishi mumkin:

d=t*D/T.

Sonli aperturaning qiymati, masofaning o‘lchangan qiymati bo‘yicha oddiy trigonometrik ifoda orqali hisoblanadi:

NA=sin(θ)=d/( ).

3.1. Ko‘p modali (olov rangli himoya qobig‘ili) optik tola kirish kesimining joyini chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka qurilmasi YQ1 tuguniga mahkamlanadi (3.8-rasm). Buning uchun quyidagilar bajariladi:

3.1.1. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi mikrometrik vint ChB1 yordamida tugunning joyini chapga oxirgi holatga o‘zgartirish;
3.1.2. 2 va 3-platalardagi tirqishlar orqali optik tolani o‘tkazish;
3.1.3. Konnektorning qayd etish vintini burab, optik tolaning FS konnektorini opravka 10 ga mahkamlash.
3.2. Joyni burchakli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka qurilmasi YQ2 (3.8-rasm) tuguniga optik tolaning chiqish kesimini mahkamlash. Buning uchun quyidagi ishlar bajariladi:
3.2.1. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi mikrometrik vint ChB1 yordamida tugunning joyini chapga oxirigacha o‘zgartirish;
3.2.2. FV2 qayd etuvchi vintni (3.8-rasm) burash va yechiladigan opravka 12 ni ajratish;
3.2.3. 5, 6, 7-halqalardagi va 11-silindrdagi tirqishlar orqali optik tolani o‘tkazish;
3.2.4. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, opravka 12 dagi optik tolaning FC konnektorini mahkamlash;
3.2.5. Ehtiyotlik bilan optik tolaning keskin bukilishiga yo‘l qo‘ymasdan, opravka 12 ni o‘rnatiladigan joyiga qo‘yish va uni FV2 qayd etuvchi vint yordamida mahkamlash.
3.3. O‘rnatish uchun quyidagi ishlar bajariladi:
- NMETB ning old panelidagi (3.7-rasm) damlash tokini sozlovchi potensiometr ruchkasini soat strelkasiga teskari yo‘nalishda eng oxirgi holatga o‘rnating;
- damlash tokining o‘zgarish chegarasini almashlab ulash tugmachasini
50 mA holatiga o‘rnatish;
- bog‘lovchi kabel yordamida LD yoki YD ni (3.4-rasm) NMETB ga ulash. Ulash blok qismining old panelida joylashgan RS4TV ajraladigan ulagich yordamida amalga oshiriladi;
- opravka 8 ga tanlangan optik manbani mahkamlash (3.8-rasm).
3.4. NMETB blokining old panelidagi “TARMOQ” tumblerini yoqish. Bunda u yonadi. Potensiometr yordamida LD damlash tokining I_d=20 mA qiymatini o‘rnatish. Damlash tokining nazorati old paneldagi strelkali asbob bo‘yicha amalga oshiriladi.
3.5. Monitorning old panelidagi tugmachali almashlab/ulagichni bosib, M monitor va TK telekameraning (3.4-rasm) ta’minotini yoqish. Bunda u qizib bo‘lgandan so‘ng monitor ekrani kuchsiz yorishadi.
3.6. Optik tolaning chiqish kesimi telekameraning qarshisida joylashgan. Ikkala element ikkinchi yustirovka qurilmasi YQ2 ga mahkamlangan (3.8-rasm). BV2 va BG2 mikrometrik vintlar yordamida telekameraga nisbatan optik tola kesimining burchak bo‘yicha holatini o‘zgartirib va ChK2 hamda ChV2 mikrometrik vintlar yordamida telekamera joyini ikki ko‘ndalang yo‘nalishlarda o‘zgartirib, monitor ekranida optik tola kesimining tasvirini hosil bo‘lishiga erishish mumkin.
3.7. Ushbu eksperimentda tadqiq etilayotgan lazer diodi joyi burchak bo‘yicha o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka qurilmasi YQ1 tugunida joylashgan (3.8-rasm). Uning nurlanishini shu yustirovka qurilmasida (joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi tugunda) joylashgan optik tolaning kirish kesimiga tushishiga erishish kerak. BV1 va BG1 mikrometrik vintlar yordamida OT kesimiga nisbatan LD ning burchak bo‘yicha holatini o‘zgartirib va ChK2 hamda ChV2 mikrometrik vintlar yordamida LD ga nisbatan optik tolaning kirish kesimli opravkaning joyini ikki ko‘ndalang yo‘nalishlarda o‘zgartirib, optik tola kesimining chiqishida yorug‘lik dog‘ining hosil bo‘lishiga erishish mumkin, bu dog‘ monitor ekranida kuzatiladi. Manbaning va optik tola kirish kesimining holatini sozlashni ketma–ket yaqinlashtirish usulida olib borib kuzatiladigan dog‘ning maksimal aniqligiga erishiladi.
Agarda monitor ekranida tasvirning o‘ta kontrastligi kuzatilsa, qutblantirgichni LD ga burib, quvvat sathini kamaytiriladi.
3.8. Ossillograf manbaini ulash. Uning boshqaruv elementlarini shunday holatga o‘rnatish kerakki, bunda uning ekranidagi ostsillogramma monitor ekranida kuzatiladigan video signalning qatorlaridan biriga mos kelsin.
3.9. ChB2 mikrometrik vintlar yordamida telekameraning joyini shunday holatga o‘zgartirish kerakki, monitorda kuzatiladigan yorishayotgan dog‘ ekranning taxminan yarmini egallasin.
3.10. Ossillografning razvertka rejimi boshqaruv elementlarini qo‘llab, uning ekranida 3.2-rasmga mos keluvchi ossilogrammaning hosil bo‘lishiga erishish. R razvertka davomiyligini (del/mksek) pog‘onali sozlovchi almashlab ulagichning holatini va T-kichik impulslar orasidagi masofani belgilab qo‘yish (3.2-rasm). O‘lchov ma’lumotlarini 3.1-jadvalga kiritish.
3.1-jadval
Optik tolaning sonli aperturasini o‘lchash

ti (del)	t0	t1		tn
Ri (del/mksek)	R0	R1		Rn
Ti (del)	T0	T1		Tn
Fi (mm)	F0	F1		Fn
di (mm)	d0	d1		dn
NA	NA0	NA1		NAn

3.11. “↑” “↓” tugmalar yordamida monitor ekranidagi tasvir bo‘yicha ajratilgan qator joyini pastga yoki yuqoriga o‘zgartirish amalga oshiriladi va yorishayotgan dog‘ga mos keluvchi impulsning maksimal kengligiga erishiladi. Bu bilan yorug‘lik dog‘ining markaziga to‘g‘ri keluvchi qatorni ajratish ta’minlanadi. O‘lchov aniqligini oshirish uchun razvertka davomiyligini del/mksek pog‘onali sozlovchi almashlab ulagich yordamida razvertka davrini kamaytirish kerak. Uning yangi holati R₀ ni belgilab qo‘yish.

3.12. BV2 va BG2 mikrometrik vintlar yordamida telekameraga nisbatan optik tola kesimining burchakli holatini o‘zgartirib, monitor ekranidagi dog‘ o‘lchamini va ostsillogrammada unga mos keluvchi impuls o‘lchamini kamaytirishga harakat qilish. Bu bilan optik tola kesimi joylashgan yuza va ob’yektiv fokal yuzasining parallelligiga erishish ta’minlanadi. Shundan keyin ajratilgan qator holati korreksiyalanadi va 11-punktda ta’riflangan ishlar takrorlanadi.
3.13. ChK2 va ChV2 mikrometrik vintlar yordamida optik tola kesimiga nisbatan telekamera joyini ko‘ndalang yo‘nalishlarda o‘zgartirib, dog‘ o‘lchamini kamaytirishga harakat qilish. Bu bilan optik tola kesimining holatini optik o‘q O ga nisbatan (3.2-rasm) moslashtirish ta’minlash.
Shundan so‘ng 11-punktda qayd etilgan, ishlarni takrorlab, ajratilgan qator holatini korreksiyalash. Razvertka davomiyligini (del/mksek) -pog‘onali sozlovchi almashlab ulagichning oxirgi yakuniy holati R₀ ni va ostsillogrammada kuzatiladigan impulsning mos keluvchi kengligi t₀ va T₀ larni belgilab qo‘yish. O‘lchov ma’lumotlarini 3.1-jadvalga kiritish.
3.14. ChB2 mikrometrik vint shkalasi bo‘yicha F₀ masofa qiymatini belgilab qo‘yish. O‘lchov ma’lumotlarini 3.1 – jadvalga kiritish.
3.15. F = F_1,2...n masofalar va R = R_1,2...n uchun 11-14 punktlarda qayd etilgan o‘lchashlarni takrorlash. Bunda barcha otschetlar o‘lchashlarda F_1,2...n< F₀ bo‘lishiga e’tibor berish. O‘lchashlar soni n o‘qituvchi tomonidan ko‘rsatiladi. O‘lchov ma’lumotlarini 1.3-jadvalga kiritish.
3.16. 3.1-jadvalda keltirilgan ma’lumotlar bo‘yicha yorug‘lik dog‘ining o‘lchamini quyidagi miqdoriy munosabat bo‘yicha aniqlash:

d = t*D/T.

Hisoblangan qiymatlarni 3.1-jadvalga kiritish.

3.17. Quyidagi munosabat bo‘yicha apertura soni NA ning qiymatini aniqlash:

NA = sin (θ) = d/( ).

Sonli aperturaning o‘lchangan qiymati uning quyidagi o‘rtacha qiymati bo‘yicha aniqlanadi:

NA = (ΣNA_i)/(n).

3.18. Ko‘p modali optik tolani bir modaliga almashtirish. Buning uchun quyidagi amallarni bajarish:

3.18.1. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka qurilmasi YQ1 tugunining joyini ChB1 mikrometrik vint (3.8-rasm) yordamida eng chap holatga o‘rnatish.
3.18.2. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, ko‘p modali optik tolaning kirish kesimini FS konnektorining opravkasi 10 dan ajratish. Shundan keyin uni joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka qurilmasi YQ1 tugunidan chiqarib olish.
3.18.3. Bir modali optik tolani 2, 3-platalardagi tirqishlardan o‘tkazish.
3.18.4. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, optik tolaning FS konnektorini opravka 10 ga mahkamlash.
3.18.5. Joyni chiziqli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi mikrometrik vint ChB2 yordamida yustirovka qurilmasi YQ2 tugunining joyini chapga oxirgi holatga o‘rnatish.
3.18.6. Qayd etuvchi FV2 vintni (3.8-rasm) burab ochish va ko‘p modali optik tolali yechiladigan opravka 12 ni ajratish. Optik tolali opravkani yustirovka qurilmasidan chiqarib olish ehtiyotkorlik bilan uni keskin bukishlarga yo‘l qo‘ymasdan amalga oshirilishi kerak.
3.18.7. Konnektorning qayd etuvchi vintini qayta burab, ko‘p modali optik tolaning kirish kesimini FS konnektorining opravkasi 12 dan burab chiqarish. Shundan so‘ng uni joyini burchakli o‘zgartirishni amalga oshiruvchi yustirovka qurilmasi YQ2 tugunidan chiqarib olish.
3.18.8. Bir modali optik tolani 5, 6, 7-halqalar va silindr 11 dagi tirqishlar orqali o‘tkazish.
3.18.9. Konnektorning qayd etuvchi vintini burab, optik tolaning FS konnektorini opravka 12 ga mahkamlash.
3.18.10. Ehtiyotkorlik bilan - optik tolani keskin bukishlarga yo‘l qo‘ymasdan, opravka 12 ni joylashadigan o‘rniga qo‘yish va uni FV2 qayd etuvchi vint bilan mahkamlash.
3.19. Yuqorida ta’riflangan o‘lchash usullaridan foydalanib, bir modali optik tolaning sonli aperturasini o‘lchash.