В многомодовых градиентных световодах моды высших порядков, распространяющиеся вблизи границы сердечник-оболочка, имеют малые значения угла падения 1, поэтому при сворачивании такого световода в круг в первую очередь теряются именно именно эти моды. Затухание за счет макроизгибов рассчитывается по формуле:
,
где g - коэффициент, определяющий вид профиля показателя преломления;
2а - диаметр сердечника световода
R- радиус изгиба.
Изгибы одномодовых волокон вызывают непрерывную утечку мощности из моды. Эти непрерывные потери рассчитываются по формуле:
,
где - длина волны, соответствующая значению нормированной частоты .
Потери от микроизгибов возникают в результате случайных отклонений волокна от его прямолинейного состояния.
Размах таких отклонений составляет менее 1 мкм, а протяженность - менее милиметра. Подобные случайные отклонения могут появляться в процессе наложения защитного покрытия и изготовления из стекловолокон кабеля, в результате температурных расширений и сжатий непосредственно волокна и защитных покрытий.
Микроизгибы в многомодовых волокнах приводят к переходу части энергии с одних мод на другие. Потери на микроизгибы в таких волокнах не зависят от длины волны и рассчитываются по формуле:
,
где - k - коэффициент, зависящий от амплитуды и длины микроизгибов;
а - радиус сердечника стекловолокна;
b - диаметр оболочки.
В одномодовых волокнах, в отличие от многомодовых, потери вследствие микроизгибов зависят от длины волны. Если потери вследствие микроизгибов для многомодового волокна с диаметром сердечника 50 мкм и =1,0% составляют , то потери для одномодового волокна рассчитываются по формуле:
,
где - радиус поля моды.
На первый взгляд кажется, что с увеличением длины волны затухание на микроизгибы уменьшается. Однако, происходит увеличение потерь, т.к. с увеличением длины волны растет радиус поля моды
затухание энергия световод волоконный
,
где .
Неоднородности изготовления, например, изменение размеров диаметра или круглой формы сердечника, наличие пустот в стекле и дефектов на границе сердечник оболочка, неравномерное распределение легирующих добавок могут вызвать потери на рассеяние.
Рассмотрим зависимость затухания от частоты и длины волны.
Из приведенных выше данных очевидно, что оптические потери увеличиваются с ростом частоты. При этом затухание на поглощение возрастает по линейному закону, а затухание на рассеяние увеличиваются значительно быстрей, по закону квадратичной параболы. Обычно потери на рассеяние превышают потери на поглощение. Перейти на страницу: 1 2 3 4
Другое по теме:
Технология изготовления плат толстопленочных гибридных интегральных схем Под керамикой понимают большую группу диэлектриков с разнообразными свойствами, объединенных общностью технологического цикла. Слово «керамика» произошло от греческого «керамос», что значит «горшечная глина». Раньше все материалы, содержащие ...