top of page
Free Space Optical Design and Development AGS-Engineering.png

Оптичен дизайн и инженеринг на свободно пространство

Zemax, Code V и други...

Оптиката на свободното пространство е областта на оптиката, където светлината се разпространява свободно в пространството. Това противоречи на оптиката с насочени вълни, при която светлината се разпространява през вълноводи. При проектирането и разработката на оптика в свободно пространство ние използваме софтуерни инструменти като OpticStudio (Zemax) и Code V за проектиране и симулиране на оптичния модул. В нашите проекти използваме оптични компоненти като лещи, призми, разширители на лъча, поляризатори, филтри, разделители на лъчи, вълнови плочи, огледала...и т.н. Освен софтуерни инструменти, ние извършваме лабораторни тестове, използвайки инструменти като оптични измерватели на мощност, спектрални анализатори, осцилоскопи, атенюатори... и др. за да потвърдим, че нашият оптичен дизайн на свободното пространство наистина работи според желанията. Има множество приложения на оптика за свободно пространство.

- Връзки LAN към LAN на campuses или между сгради при скорост на Fast Ethernet или Gigabit Ethernet. 
- LAN-към-LAN връзки в град, т.е. градска мрежа. 
- Базираните на свободно пространство оптични комуникационни системи се използват за пресичане на обществен път или други бариери, които изпращачът и получателят не притежават. 
- Fast service through високоскоростен достъп до мрежи с оптични влакна. 
- Конвергентна връзка за гласови данни. 
- Временни комуникационни мрежови инсталации (като събития и други цели). 
- Бързо възстановяване на високоскоростна комуникационна връзка за възстановяване след бедствие. 
- Като алтернатива или добавка за надграждане към съществуваща wireless 

технологии. 
- Като добавка за безопасност за важни комуникационни връзки с оптични влакна, за да се осигури резервиране на връзките. 
- За комуникация между космически кораби, включително елементи от сателитно съзвездие. 
- За между- и вътрешно-чипова комуникация, оптична комуникация между устройства. 

- Много други устройства и инструменти използват оптичен дизайн на свободно пространство, като бинокли, лазерни далекомери, спектрофотометри, микроскопи... и т.н.


Предимства на оптиката на свободното пространство (FSO)
- Лесно разгръщане 
- Безлицензирана работа в комуникационни системи. 
- Високи битрейтове 
- Нисък процент грешки при битове 
- Устойчивост на електромагнитни смущения, тъй като се използва светлина вместо микровълнова. За разлика от светлината, микровълните могат да причинят смущения
- Пълна дуплексна операция 

- Прозрачност на протокола 
- Много сигурен поради високата насоченост и тясността на лъча(ите). Труден за прихващане, поради което е много полезен във военни комуникации. 
- Не е необходима зона на Френел 


Недостатъци на оптиката на свободното пространство (FSO)
За наземни приложения основните ограничаващи фактори са:
- Разсейване на лъча 
- Атмосферна абсорбция, особено при мъгла, дъжд, прах, замърсен въздух, смог, сняг. Например мъглата може да причини 10..~100 dB/km затихване.  
- Scintillation 
- Фонова светлина 
- Shadowing 

- Стабилност на насочване в wind 

Оптичните връзки с относително по-голямо разстояние могат да бъдат реализирани с помощта на инфрачервена лазерна светлина, въпреки че комуникацията с ниска скорост на данни на къси разстояния е възможна с помощта на светодиоди. Максималният обхват за наземни връзки е от порядъка на 2-3 км, но  стабилността и качеството на връзката силно зависят от атмосферни фактори като дъжд, мъгла, прах и топлина и други, изброени по-горе. Могат да бъдат постигнати значително по-големи разстояния, като например десетки мили с помощта на некохерентни източници на светлина от светодиоди с висок интензитет. Въпреки това, използваното нискокачествено оборудване може да ограничи честотната лента до около няколко kHz. В открития космос комуникационният обхват на оптичната комуникация в свободното пространство в момента е от порядъка на няколко хиляди километра, но има потенциала да преодолее междупланетни разстояния от милиони километри, използвайки оптични телескопи като разширители на лъча._cc781905-5cde-3194-bb3b -136bad5cf58d_Бяха предложени сигурни оптични комуникации в свободно пространство с помощта на лазерен интерферометър с N-процеп, където лазерният сигнал приема формата на интерферометричен модел. Всеки опит за прихващане на сигнала причинява срив на интерферометричния модел. 

Въпреки че дадохме най-вече примери за комуникационни системи, оптичното проектиране и разработка на свободно пространство е много важно в много други области, включително биомедицински устройства, медицински инструменти, автомобилни фарове, модерни архитектурни осветителни системи в интериора и екстериора на сградите и много други. Ако желаете, след оптичното проектиране на свободното пространство на вашия продукт, можем да изпратим създадените файлове до нашата оптична производствена база, завод за прецизно леене под налягане и машинен цех за прототипиране или масово производство, ако е необходимо. Не забравяйте, че имаме прототипиране и производство както и експертен опит в дизайна.


bottom of page