Оптические характеристики

Оптические характеристики

К оптическим характеристикам ОВ отнесем последующие свойства:

- коэффициент (показатель) преломления сердцевины и оболочки

Коэффициент преломления является одной из главных физических черт оптических сред и равен корню квадратному из относительной диэлектрической проницаемости среды для электрических волн оптического спектра. Естественно, показатель преломления находится в зависимости от хим состава вещества и имеет различное значение для различных Оптические характеристики длин волн распространяющегося света. Так для незапятнанного кристаллического кварца в спектре длин волн 185 - 3000 нм показатель преломления для обычного и необычного лучей изменяется от 1.676 до 1.499 и от 1.689 до 1.507 соответственно.

В ОВ применяется плавленый кварц, а нужный показатель преломления достигается методом легирования кварца. Обычные значения показателя преломления лежат Оптические характеристики в спектре 1.46 - 1.47. При всем этом отличие показателя преломления сердцевины от показателя преломления оболочки составляет порядка 1% для многомодовых ОВ и наименее 0.4% для одномодовых.

- разность характеристик преломления

Разность характеристик преломления сердцевины n1 и оболочки n2 имеет типовое значение порядка 0.01 для МОВ, наименее 0.004 для ООВ, обозначается Dn и рассчитывается по формуле:

Dn = n1 - n Оптические характеристики2

где n1 - максимум показателя преломления сердцевины ОВ,
n2 - показатель преломления оболочки

- относительная разность характеристик преломления

Под относительной разностью характеристик преломления D понимают величину, равную отношению разности характеристик преломления сердцевины и оболочки к показателю преломления сердцевины:

- групповой показатель преломления, действенный групповой показатель преломления

Аналогично для световода действенный групповой показатель преломления вводится как коэффициент, показывающий Оптические характеристики во сколько раз скорость распространения импульсных сигналов по световоду меньше скорости света в вакууме. При всем этом групповая скорость для m-й моды ОВ рассчитывается как производная угловой частоты света по неизменной распространения m-й моды:

,

где w - угловая частота света, bm - неизменная распространения m-й моды.

- профиль показателя преломления

1-ые Оптические характеристики (многомодовые) ОВ изготавливались с Профилем Показателя Преломления (ППП) в виде ступенчатой функции, показанной на рисунке 5.2а). Последующим шагом в развитии технологии производства световодов было изготовка ОВ с градиентным ППП (набросок 5.2б)), владеющих значительно наименьшей межмодовой дисперсией и, как следствие, более чем на порядок увеличенной полосой пропускания (10-ки Оптические характеристики МГц/км для ступенчатых МОВ и порядка 1-го ГГц/км для градиентных МОВ). В градиентных МОВ, также как и в ступенчатых, поперечник сердцевины составляет 50 мкм, но, показатель преломления меняется плавненько, по закону, близкому к параболическому. Как было показано в бессчетных исследовательских работах, конкретно таковой ППП обеспечивает малое дисперсионное искажение сигнала Оптические характеристики.

Посреди одномодовых ОВ можно выделить волокна с несмещенной и со смещенной дисперсией, для которых ППП значительно отличается – набросок 5.2в и набросок 5.2г соответственно.


Набросок 5.2 - Профиль показателя преломления МОВ ( а), б) ) и ООВ ( в), г))

- поперечник модового поля (для ООВ)

Поперечник модового поля.Круговая зависимость амплитуды поля базовой моды HE Оптические характеристики11 (LP01) одномодового ОВ носит плавненько спадающий нрав и близка к гауссовому закону (набросок 5.3б)). Под поперечником модового поля понимают двойное расстояние меж точкой на сечении ОВ, в какой амплитуда поля моды максимальна и точкой, в какой амплитуда поля моды меньше наибольшего значения в е (е = 2.718) раз.


Набросок 5.3 - Рассредотачивание интенсивности по сечению Оптические характеристики а) и круговое рассредотачивание поля E б) для мод LP01 и LP11; в) - срез ОВ (соотношение поперечника сердцевины и оболочки не соблюдено)

Погрешность концентричности модового поля определяется как расстояние (на сечении ОВ) меж центром модового поля и центром окружности сечения наружной поверхности оболочки ОВ. Погрешность концентричности модового поля Оптические характеристики измеряется в абсолютных величинах и не должна превосходить 1 мкм.

Поперечник модового пятна (w) является одной из важных черт одномодовых ОВ, так как определяет согласование волокон меж собой, величины изгибных и микроизгибных утрат и т.д. Поперечник модового пятна отличается от поперечника сердцевины в ОВ, при этом это Оптические характеристики отличие возрастает с уменьшением величины нормализованной частоты, и для одномодовых световодов со ступенчатым профилем ПП записывается согласно формуле. С ростом длины волны (соответственно, с уменьшением V) поперечник модового пятна также вырастает, а меньшее его значение находится поблизости длины волны отсечки высшей моды (λс). Существует несколько способов измерения поперечника модового Оптические характеристики пятна, остановимся на 2-х из их, рекомендованных Интернациональным эталоном.

Способ поперечного сдвига состоит в том, что свет вводят в состыкованных меж собой волокна, а потом торец второго волокна начинают перемещать относительно выходного торца первого волокна, (т.е. его исследовать), снимая при всем этом показания интенсивности света на выходе второго волокна Оптические характеристики. Поперечник модового пятна определяют по уровню 1/е2»0,135 кругового рассредотачивания интенсивности света. 2-ой способ, принятый южноамериканским бюро эталонов TIA, основан на диафрагмировании картины далекого поля таким макаром, чтоб интегральная интенсивность света в диафрагмированной области составляла 1-0,135 = 0,865 от общей интенсивности света на картине далекого поля. Поперечник модового пятна рассчитывают используя отношение поперечников отверстий диафрагмы Оптические характеристики, позволяющей получать оба эти варианта.

- числовая апертура, длина волны среза (для ООВ)

Числовая апертура.Для многомодовых волокон числовая апертура NA определяется как синус большего угла Jm меридианного луча, который может направляться волокном:

NA = sin Jm

Тут Jm - угол в свободном пространстве относительно оси ОВ, т.е. угол ввода Оптические характеристики оптического излучения в ОВ. Меридианный луч - луч, лежащий в плоскости оси ОВ. Числовая апертура может быть рассчитана через характеристики преломления сердцевины n1 и оболочки n2:

Как отмечалось ранее, в одномодовом волокне распространяется только одна мода на рабочей длине волны. В этой категории ОВ мы имеем последующие типы: стандартное одномодовое волокно, волокно Оптические характеристики со сдви­гом нулевой дисперсии и волокно с малой ненулевой дисперсией. Они за­висят от конструкции волокна. При тестировании этих типов волокон, нуж­но держать в голове, что источник света (лазерный диодик либо СИД) не является строго монохроматичным, а его выходное излучение покрывает определенную по­лосу Оптические характеристики длин волн. В итоге того, что время распространения спектральных компонент различно, происходит уширение импульсов. Степень такового уширения пропорциональна спектральной ширине применяемого источника. Близкие к монохроматическим (использующие одну продольную моду) ла­зерные источники (SLM-лазеры), обычно, это лазеры с распределенной оборотной связью, допускают нормальную работу с одномодовым волокном на длинах Оптические характеристики волн, которые отстоят от длины волны нулевой дисперсии даль­ше, чем это позволяют делать лазеры, использующие несколько продольных мод (MLM-лазеры).

Эталоны EIA/TIA — систематизируют одномодовые волокна в соответ­ствии с их дисперсионными чертами. Есть одномодовые волокна без сдвига нуля, которые имеют длину волны нулевой дисперсии в районе 1310 нм (эти Оптические характеристики волокна обычно именуют стандартными одномодовыми волокнами). Эти волокна по систематизации EIA/TIA соответствуют классу IVa. Есть также два типа волокна со сдвигом дисперсии. Один — со сдвигом нуля дисперсии в область 1550 нм (эти волокна обычно именуют одномодовыми волокнами со сдвигом дисперсии), который классифициру­ется EIA/TIA как волокно класса Оптические характеристики IVb. Другой — с ненулевой смещенной дисперсией, имеет ненулевую (но маленькую по величине) дисперсию в определенной области в окне прозрачности 1550 нм. Это волокно класси­фицируется как волокно класса IVd.

В спектре 1550 нм затухание волокна может быть существенно ниже, чем в районе 1310 нм для хоть какого типа волокон. Но дисперсия волокон, спроектированных со сдвигом Оптические характеристики дисперсии, на длине волны 1310 нм может быть значительно выше, чем дисперсия на той же длине волны, но у волокон без сдвига дисперсии.


optimalnoe-kolichestvo-obrashenij-k-auditorii-pri-provedenii-kampanii.html
optimalnoe-po-stoimosti-upravlenie-vagonopotokami-s-uchetom-vagonov-drugih-gosudarstv-i-razlichnih-form-sobstvennosti-statya.html
optimalnoe-znachenie-pokazatelya.html