Informationsübertragung mit Licht. Projektpraktikum WS 2013/14
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- Wilfried Kneller
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1 Informationsübertragung mit Licht Projektpraktikum WS 2013/14 Frederike Erb Benedikt Tratzmiller
2 Seite 2 Gliederung Aufbau und Funktionsweise der Kerrzelle Statische Messung Dynamische Messung Übertragung eines Liedes
3 Seite 3 Theorie des elektrooptischen Kerreffekts - Doppelbrechung: verschiedene Brechungsindizes für verschiedene Polarisationsrichtungen (->elliptisch polarisiertes Licht) - Elektrooptischer Kerreffekt: Unterschied der Brechungsindizes abhängig vom elektrischen Feld (und damit von angelegter Spannung): Zirkular-Polarisator [1]
4 Seite 4 Die Kerrzelle BNC - Hier verwendet: PLZT-Keramik - Mit Hochspannung betrieben - Kondensator erzeugt elektrisches Feld Differenz der Brechungsindizes: Kerrzelle [eigenes Bild]
5 Seite 5 Versuchsaufbau statische Messung Polfilter Kerr-Zelle Photodiode Laser HV Oszilloskop Versuchsaufbau [eigenes Bild]
6 Seite 6 Versuchsaufbau statische Messung Versuchsaufbau [eigenes Bild]
7 Seite 7 Erklärung der Intensitätsschwankungen Phasendifferenz des senkrecht zum elektrischen Feld polarisierten Lichts: Elliptisch polarisiertes Licht Elektrisches Feld des Laserlichts vor (links) und nach dem Durchlaufen der Kerrzelle (rechts) sowie gemessene Intensität [eigene Animation]
8 Seite 8 Spannungs-Intensitäts Verlauf gemessenes Spannungs-Intensitätsdiagramm [eigenes Bild] Spannungs-Intensitätsdiagramm aus [2]
9 Seite 9 Übertragung von Schwingungen Bereich zwischen 500V und 600V: nahezu linearer Verlauf Arbeitspunkt bei ca. 550V Überlagerung mit Wechselspannung gemessenes Spannungs-Intensitätsdiagramm [eigene Animation]
10 Seite 10 Bode-Diagramm Aufbau Polfilter Kerr-Zelle Laser HV Photodiode Audio- Übertrager Oszilloskop Signal Lock-In Verstärker Versuchsaufbau [eigenes Bild]
11 Seite 11 Bode-Diagramm Aufbau Laser trägt Information in der Phasenverschiebung Laser Polfilter Kerr-Zelle Photodiode Nach Analysator: periodische Intensität HV Auslesen mit Photodiode Audio- Übertrager Oszilloskop Signal Lock-In Verstärker Versuchsaufbau [eigenes Bild]
12 Seite 12 Bode-Diagramm y gemessenes Bode-Diagramm
13 Seite 13 Versuchsaufbau zur Übertragung von Musik Polfilter Kerr-Zelle Laser HV Audio- Übertrager Oszilloskop Photodiode HIFI- Verstärker Signal Versuchsaufbau [eigenes Bild]
14 Seite 14 Übertragung von She makes me go gelb: Eingang blau: Photodiode
15 Seite 15 Literaturverzeichnis [1] Demtröder, Wolfgang: Experimentalphysik 2: Elektrizität und Optik. Springer Verlag, Berlin, 2004, 3.Auflage. [2] Ofer, Heinrich; Jodl, Hansjoerg; Theysohn, Georg: Experimente zu elektrooptischen Effekten mit einer optischen Keramik. In: Praxis der Naturwissenschaften. Physik, 33 (1984) 6, S ISSN: ; [3] Wedekind, Frank: Elektrooptische Eigenschaften und Mikrostruktur von Polymerfilmen für die optische Informationstechnik, Universität Ulm, Diss., 1995 [4] Born, Max: Optik : ein Lehrbuch der elektromagnetischen Lichttheorie Berlin ; Heidelberg ; New York ; Tokyo : Springer, 1985, 3. Auflage
16 Seite 16 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Besonderer Dank gilt: Prof. Dr. sc. nat./eth Zürich Othmar Marti Patrick Paul Martin Müller Reiner Keller und der Vorlesungssammlung WWE
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