Сборка оптической схемы

[Lib_serg]

Уважаемые знатоки!
Помогите собрать оптическую систему, сам никогда не занимался оптикой, схема необходимого инструмента показана на рисунке ниже, врятли кто-то ещё сможет помочь в этом кроме астрономов...
Теперь подробнее: я преподаватель информатики в лицее с углублённым изучением математики и информатики, недалеко в пределах 1,5 км располагается школа в которой тоже делается упор на информатику, с преподавателем этой школы мы решили изготовить наглядное пособие по передаче информации оптическим путём, основа - мощная лазерная указка, приёмник матовая сфера с светочувствительным датчиком (для связи с компьютером) матовая сфера для того чтобы видел весь класс, но столкнулись с проблемой рассеивания лазерного луча на сферу, пробовали более слабые лучи которые на таком расстоянии рассеиваются на диаметр сферы но их в этом случае не видно, слишком слабый луч. Планируется передача небольших объёмов информации, в замедленном режиме, чтобы видно было работу схемы (затухание и подсветку).  Линзы, для большей прозрачности, думаю изготовят из кварца. Прошу вашей помощи в расчетах, если возможно составить проект в CodeV или другом доступном редакторе оптики. Со своей стороны могу помочь в программировании БД среднего уровня сложности.

Спасибо тем кто откинется.

[Lib_serg]

О, новая Россия... Видимо, деньги есть в избытке, но понятно, что оно ничего не решит...

1. Показывайте не на матовой ерунде, а на осциллографе - он у школьников с сиськами ассоциируется, поэтому педагогический успех обеспечен!

2. Делайте упор на демонстрацию концепции - рассеиватель вместо концентратора выглядит весьма забавно, но у детишек просто мозги съедут... Аттенюатор нужен при необходимости канонический - либо нейтральный фильтр либо электрическая цепь.

3. Ну про Code V, да ещё в России это совсем забавно... Его нам не сдают в аренду - низя...

0. Деньги есть куда девать, но распределением к сожалению занимаюсь не я.
1. Кроме матовой ерунды, отображение будет на компьютере во всех видах, включая сиськи. Матовая ерунда необходима чтобы её можно было потрогать глазами, к сиськам на ПК уже все привыкли и никого это не удивляет (это всё реализовано у нас уже через "обычные сети").
2. У нас к моей радости, надеюсь и к всеобщей детишки довольно умные и не тек просто им мозги свернуть 
3. Кроме CodeV есть по моему другие редакторы, надеюсь многие с ними знакомы, для специалиста не составит труда в пару кликов создать проект-схему.
Спасибо за внимание.

[Lib_serg]

Ну и самый главный совет - заплатите денег специалисту по преподаванию предмета и особенно построению лабораторных работ и демонстраций. Иначе как с Медведевым выйдет: "Сейчас все на цифру переходят..."

Спасибо за совет, но это на нашей личной инициативе и со своего кармана, на специалиста нам уже не хватит, иначе не обращались бы за помощью к общественности.

[Lib_serg]

http://www.google.ru/#sclient=psy-ab&hl=ru&newwindow=1&site=&source=hp&q=%D1%81%D0%B2%D1%8F%D0%B7%D1%8C+%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D1%8C%D1%8E%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2+%D0%BB%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B9+%D1%83%D0%BA%D0%B0%D0%B7%D0%BA%D0%BE%D0%B9&btnK=%D0%9F%D0%BE%D0%B8%D1%81%D0%BA+%D0%B2+Google&oq=&aq=&aqi=&aql=&gs_sm=&gs_upl=&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.&fp=1&biw=1280&bih=858

Информатика находится в google !

Подобных схем у нас собрано несколько,  ещё до того как в школе появился выделённый интернет, и даже до того как они в принципе появились в интернете,как только появились китайские указки наши ученики под нашим руководством уже проводили опыты с этими схемами.

[Lib_serg]

используйте не матовую сферу, а пучок световодов. одно время такие лампы были модными. сейчас елки делают новогодние.
http://rewalls.com/large/201102/23574.jpg
останется засветить лучом торцы фиберов.
это попроще будет.

Была мысль с сборкой оптоволоконных кабелей, отказались в виду недостаточности наглядности (проводились опыты на стенде)

[Lib_serg]

к сиськам на ПК уже все привыкли и никого это не удивляет

Имелись в виду сиськи именно на осциллографе - это не так приелось детям!

Я именно сиськи на осциллографе и имел в виду, визуальное отображение показывается на нескольких экранах во всех возможных видах, включая кривые.

[Lib_serg]

а обязательно видеть именно луч лазера?
простейшая схема где лазер всего лишь включает светодиоды не покажет все возможности метода?
 можно и сферу засветить, но это намного сложнее и будет ли достаточной яркость?

необходимо получить световой поток от противоположной школы которая находится на удалении 1,5 км (как уже было сказано в шапке), такой луч может предоставить только мощная лазерная указка, или пограничный прожектор (что весьма для нас неприемлемо) весь смысл в том чтобы было видно работу по оптической передаче информации а не муляжи в виде пучков оптоволокна или светодиодов.

[Lib_serg]

какова мощность лазера? какая яркость будет у поверхности сферы? будет ли это заметно?

мощность лазера 200 mW, длина волны 532 nm, будет видно.

[Lib_serg]

По делу.
Надо бы знать размер сечения оптоволокна.
Я бы сделал оптическую систему из
а) Дверного глазка, который имеет сдеклянную оптику и угол зрения 170-180 градусов
б) микроскоповского объектива (фокус и апертурное число - подберём в зависимости от диаметра волокна).

На другойстороне - аналогично.

Или я не так понял задачу?

немножко не так, луч передается по воздуху из окна в прямой видимости (оконных стекол на пути луча нет), нам всего лишь необходимы параметры линз в оптической системе для заказа на их изготовление

[Lib_serg]

Тогда - за фигом мутить с рассеивающей сферой? Лазерный свет - теми ценен, что он может быть очень хорошо коллимированный. А когда он на чём-то рассеян, то уже ничемне лучше света от банальной лампочки. Я бы взял на обеих сторонах какую-нибудь подзорную трубу типа ЗРТ-457 на штативе. Сделал бы переходник, как обычно делают крепление для искателей на телескопе (в двух кольцах или цилиндре, и на шести винтах) с регулировкой по боковому сдвигу (2 степени свободы) и заклонам (ещё 2 степени свободы). Продольное положение и поворот вокруг оси - без разницы. Вот. Пускай лазер смотрит прямо в окуляр. Можно сфокусировать так, что из объектива апертурой 50-70 мм лазерный луч с расстояния 1.5 км попадал в апертуру такого же размера, то есть, - без потерь энергии (кроме поглощения в атмосфере)

Схема понятна, но как визуально будет виден полученный свет? Просто опять будет выходить луч? Необходимо чтобы этот луч на чем-нибудь был виден, для этого и нужна матовая полая сфера, которая будет светиться. Так как класс не маленький, нужно чтобы всем было видно, и потом дети могли сами разобрать и проанализировать систему.  В нашем лицее учатся дети заинтересованные в изучении информационных технологий вот и выдумываем наглядные пособия для лучшего понимания вопроса.

[Lib_serg]

Спасибо всем за помощь, проблема частично решена в личку, Дрюше огромное спасибо за помощь в подсказке организации связи, но программная реализация давно решена (опыты по проводной и оптической прямой), по прежнему не откажусь в полном решении поставленной задачи, необходима только визуализация (без модуляций лампочек, светодиодов и т.п.) и всё.

[Lib_serg]

А если просто повесить на стену напротив окна белый экран (если стенка белёная, то и так сойдёт)? Пульсирующее пятно от лазера при модуляции будет на нём видно. Ещё проще. Лазер я взял-бы таки красный - он меньше рассеивается атмосферой и пятно ярче. Вам же не лучик наблюдать. И фотоприёмник можно на нём расположить, если сигнал ещё для приёма нужен.

Практически все более-менее разумные варианты предложенные здесь и которые ещё многим предстоит придумать и попытаться подсказать их мне уже испробованы и реализованы (ребята я занимаюсь этим очень давно и профессионально). Необходимо точное решение изложенное в топике т.к. сам не могу это сделать. Ранее было высказано что надо перестать маяться дурью и расходовать деньги спонсоров... это мои и преподавателя информатики из соседней школы личные средства как их расходовать дозвольте решать нам самим. Для более непонятливых расскажу что для меня всегда останется примером мой преподаватель по труду в поселковой СШ который, имея семью из жены (преподаватель физики которая отбивалась от моих диких идей про вечные двигатели пересчитывая их КПД и доказывая сопромат) и двух детей +собака и кошка  , нашему туристическому кружку (который он вёл) сам купил 4 импортных байдарки, 5 местную надувную лодку + палатки, и мы всё лето проводили на сплавах и походах, кроме того покупал неисчислимое количество инструмента и 3 станка, чтобы мы хоть чему нибудь научились в нашем глухом таёжном крае и это в ещё нищее совковое время.

[Lib_serg]

Прошу прощения, не учёл что в оптике это важно, диаметр пятна 10 см.

[Lib_serg]

Всем спасибо. Можно закрывать.