Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt.

Temat denna gång är skarvning av optiska fibrer vilket är en teknik som snabbt blivit nödvändig att utveckla när bredbandsnät baserade på optisk fiber blev vanliga. Problemet är naturligtvis att kravet på exakt positionering och renhet måste kunna kombineras med fältmässig miljö. Skarvningen ska i princip kunna ske var som helst.

Före skarvning måste de bägge ändytorna behandlas så att de är helt rena. Detta kan ske genom kvarvarande lösa partiklar på ändytorna avlägsnas elektrostatiskt. Man utnyttjar då att de flesta tänkbara föroreningar är elektriska dipoler, med dipolmoment 10^-29Cm (storleksordning). Den kraft de sitter fast med är ca 10^-20N. Man vill inte använda fält starkare än 10⁵V/m. Fältet kommer från en trådladdning som i sammanhanget kan betraktas som lång. Hur nära måste man komma med trådladdningen (enbart storleksordning efterfrågas)?

Den vanligaste tekniken för att skarva ihop fibrerna är att svetsa ihop dem med en ljusbåge. Detta vill man kunna titta på med ett mikroskop, bestående av två linser. Den första (närmast fibern) på f1=5mm och den andra på f2=-2mm. Linserna ligger 4mm från varandra. Bilden ska hamna 200mm efter sista linsen. Var ska objektet placeras?

Ej poänggivande följdfråga.

Vad tror du det är för ngt speciellt med denna linskombination?

Ett annat sätt att svetsa är med en mikrovåg som får reflekteras mot en spegel (=spegel som är gjord för mikrovågor). Fibern är 100µm i diameter och ska placeras så nära spegeln som möjligt.

Vilken ungefärlig frekvens bör mikrovågen ha?

En liten luftspalt inne i svetsfogen är katastrofal eftersom den fungerar som en spegel. Vilka vågländer reflekteras starkast om luftspaltens tjocklek är 400nm. Fibern brytningsindex är 1,52.

Finpositioneringen i längsled (utmed fibern) utförs med s.k. linjärmotorer, avsedda att förflytta ett föremål en begränsad sträcka utefter en linje. Den innehåller en spole vars fält ska vara störst i mitten. Är det så i en vanlig kort spole?

Bra resonemang belönas mycket högre än rätt svar

Det är lättare att resonera runt en spole med kvadratiskt tvärsnitt och ett varv, så gör det.