Learning about light properties using a system for optical signal processing

• G. Ramírez-Flores ^[2] ; A. Rodríguez ^[2] ; S. Guel ^[1] ; P. Suárez-Rodríguez ^[1] ; L. M. Torres-Luna ^[1]
  1. [1] Universidad Autónoma de San Luis Potosí

     Universidad Autónoma de San Luis Potosí

     México

     
  2. [2] Instituto de Investigación en Comunicación Óptica IICO
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 10, Nº. 2, 2016
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Con propósito de enseñanza, hemos diseñado y creado un sistema de comunicación óptica, utilizando diodos láser de bajo coste y hologramas de multiplexación, para aprender y manipular la naturaleza ondulatoria de la luz. Haciendo uso de la naturaleza ondulatoria de la luz, diferentes tipos de información se podrían enviar usando diferentes longitudes de onda apropiada para realizar un efecto de multiplexación. Al hacer varios haces de luz, cada uno modulado en amplitud por señales analógicas o digitales diferentes, que inciden simultáneamente sobre una rejilla holográfica, que envían las haces mediante algún tipo de guía de ondas que puede ser una fibra óptica. En la salida donde se recibió información, una rejilla similar se utilizó para separar los diferentes soportes de información, cada uno dirigido hacia diferentes fotodetectores correspondientes a la demodulación de la información deseada. La modulación de la luz láser se realizó por medio de circuitos eléctricos simples estándar que llevan a cabo diferentes tipos de información; por ejemplo: señales de audio, transmisores de radio, teléfonos celulares, reproductores portátiles de sonido. Además, con circuitos estándar simples para los fotodetectores, podríamos convertir las variaciones de intensidad de luz en diferencias de señal eléctrica, para cada longitud de onda, que conduzcan a la recuperación de la información final, utilizando los transductores correspondientes, como altavoces. Esa es la etapa final de la información enviada originalmente, a través de variaciones de la señal óptica. El método propuesto se probó con unos diecisiete estudiantes, con resultados favorables. Esto animó a los autores al diseño de nuevos experimentos, con la misma idea de hacer un aprendizaje activo más dinámico, para ayudar a los estudiantes a desarrollar nuevas habilidades y una formación más eficaz en la ingeniería óptica y aplicaciones.

  • English

    To learn and manipulate the wave nature of light, for purpose of teaching, we designed and set up an optical communication system using low cost laser diodes and multiplexing holograms. Making use of the wave nature of light, different kind of information could be send using different wavelengths appropriated to perform a multiplexing effect. By making several beams of light, each modulated in amplitude by dissimilar analogical or digital signals, to impinge simultaneously on a holographic grid, which send the beams thorough some kind of waveguide that can be an optical fiber. At the output where information was received, a similar grid was used to separate the different information carriers, each being addressed towards different corresponding photo detectors for demodulating the desired information. Modulation of laser light was realized by standard simple electrical circuits, which bring out different kind of information. For example, audio signals, radio transmitters, cell phones, portative sound reproducers. In addition, by simple standard circuits for the photo detectors we could convert intensity light variations into electrical signal differences, for each wavelength, which lead to the final information retrieval using corresponding transducers, as loudspeakers, which is the final stage for the information originally sent throughout optical signal variations. The proposed method was tested with a 17 students with favorable results, encouraging the authors for designing new experiments with the same idea of making a more dynamical active learning to help the students to develop new skills and more effective training in optical engineering and applications