TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Расчет потерь в оптическом волокне

Потери мощности оптического сигнала при его распространении в оптическом волокне обусловлены различными механизмами взаимодействия световых волн с материалом сердцевины и оболочки волокна. Основными причинами потерь в световодах являются рассеяние и поглощение энергии.

Рассеяние света при распространении по оптическому волокну зависит от показателя преломления сердцевины световода и от микродефектов в сердцевине, размеры которых соизмеримы с длиной волны. Особенно вредно, если такие центры рассеивания имеют место на границе оболочки и сердцевины волокна, так как падая на центр рассеивания, луч света может отклонится от основного пути вдоль оси световода. Это приведет к потери части энергии луча.

Поглощение света в ОВ определяется:

собственным поглощением материала световода;

поглощением примесями;

поглощением на атомных дефектах;

Собственное поглощение материала световода обусловлено колебательными полосами в ультрафиолетовой и ближайшей инфракрасной области. Их влияние может распространятся на длину волны = 0,7…1,1 мкм. При примесном поглощении основную роль играют ионы металлов: железа, хрома, меди и гидроксильной группы.

Атомные дефекты возникают при тепловой обработке или облучении оптического волокна. Эта составляющая потерь может быть значительно уменьшена и даже сведена к нулю при выборе материала оптического волокна.

В настоящее время изготавливают оптические волокна с очень малой концентрацией примесей в исходных материалах. Следовательно, такие волокна имеют малые потери.

При монтаже кабеля могут создаваться изгибы световода, его деформация, что приводит к дополнительным потерям. Полное ослабление энергии при передаче по оптическому волокну определится как сумма всех вышеперечисленных составляющих:

, (2.4)

где - затухание оптического волокна, дБ/км;

- затухание оптического волокна, определяемое потерями на рассеивание, дБ/км;

- затухание оптического волокна, определяемое потерями на поглощение, дБ/км;

- дополнительные потери, дБ/км.

Одной из основных характеристик оптического волокна является коэффициент ослабления (затухания) - это величина затухания на единице длины волокна и выражается в дБ/км. Коэффициент затухания в оптическом волокне обуславливается собственными потерями волокна и выражается в виде:

, (2.5)

где и - коэффициенты затухания оптического волокна за счет рассеивания и поглощения энергии в волокне.

Из вышесказанного следует, что зависит от длины волны передаваемого излучения. Чем короче длина волны, тем выше рассеивание света. Между максимальными значениями находятся окна прозрачности, в которых ослабление сравнительно небольшое. Увеличение на длинах волн больше 1,8 мкм обусловлены инфракрасным поглощением.

Типичные значения затухания оптического волокна составляют 2…3 дБ/км в первом окне прозрачности = 0,85 мкм, во втором 0,4…0,5 дБ/км на = 1,3 мкм и в третьем 0,2…0,3 дБ/км на = 1,55 мкм.

В настоящее время в технике связи в основном применяются кварцевые оптические волокна, которые используются в диапазоне до 2 мкм. При замене кварца на другие материалы, например, на поликристаллы бромистого таллия удалось получить волокно с коэффициентом затухания 0,01 дБ/км на = 4…5 мкм.

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи

Синтез и исследование логической схемы цифрового автомата, построенного на цифровых микросхемах
Из условия задания: ; . Следовательно: Таблица 1 Из условия 0 1 0 1 1 1 2 1 1 3 1 0 ...

Все права защищены! 2019 - www.techshape.ru