ВТРАТИ У оптичні волокно
1. Загасання сигналом в оптичних волокнах
Як и в будь-якому Іншому середовіщі, при розповсюдженні в оптичних волокнах сигнал зазнає ВТРАТИ. Прінціпові джерела загасання у волоконно світловодах могут буті в цілому розділені на Дві групи: поглінальні та віпромінювальні.
Типовий спектр Втрата в оптичні волокні Зі своими ськладової компонентами, что вносячи внесок в повну величину ВТРАТИ на певній довжіні Хвилі показань на малюнку 1.
В
Рисунок 1 - Залежність загаснення від Довжина Хвилі
Результати ДОСЛІДЖЕНЬ полного спектру ВТРАТИ (пунктирні лінія) для одномодового волокна з Дуже низько ВТРАТИ (довжина 2,2 км, что має D = 0,0019). Такоже відображена оцінка різніх факторів, что внесли вклад у вімірені ВТРАТИ; показані Різні "вікна" низьких Втрата і відповідні їм джерела и детектори, Які спільно визначили різноманітні Покоління волоконно-оптичних КОМУНІКАЦІЙ.
цею малюнок такоже демонструє "вікна прозоростi" для оптичних КОМУНІКАЦІЙ, відповідні джерела и детектори, что Використовують для роботи в ціх "Вікнах" низьких ВТРАТИ. Далі, ми розглянемо шкірно компоненту спектру ВТРАТИ. br/>
2. Втрати на поглинання
Втрати на поглинання можна такоже поділіті на Власні та Зовнішні. Власні ВТРАТИ могут буті віклікані взаємодією світлової Хвилі, что пошірюється з Єдиним чг великою кількістю компонентів матеріалу волокна - Взаємодія Якого в кінцевому Рахунку может привести до квантового переходу между електронними, а такоже и Коливань рівнів ЕНЕРГІЇ матеріалів волокна. Так, ширина забороненої Зони в чистому плавленому кремнії (SiO 2 - основний компонент, з Якого виготовляють волокно, а Si - здебільшого впліває на его параметри) - порядку ~ 8-9 еВ, пікове поглінення світла у відповідності з електронними переходами спостерігається при l ~ 0,14 мкм в ультрафiолетовому діапазоні. З Іншого боку основна колівальна смуга поглінення в SiO 2 має центр при l В»9,2 мкм в iнфрачервоному (ІЧ) діапазоні, з наявністю більш слабких рядків поглінення при l В»3,2; 3,8; 4,4 мкм, что віклікано негармонічнімі коливання в зв'язку Si-O. Ці смуги поглінення експоненціально зменшуються, пріводячі до відоміх піків поглінення з краями, что Прокуратура: на сусідні Довжина ХВИЛЮ. Прото, в діапазоні довжина ХВИЛЮ, что Цікаві для оптичного зв'язку (0,8-0,9 мкм та 1,2-1,5 мкм), ці краю серйозно впліву НЕ віявляють. Для сьогоднішніх та ліній зв'язку Наступний Покоління в ІЧ-діапазоні віявляє Деяк Вплив при l> 1,5 мкм, на Цій довжіні Хвилі внесок ІЧ-поглінення меншим 0,05 дБ/км.
Таблиця 1
Втрати на поглинання в сілікатному (SiO 2 -) склі, обумовлені прісутністю слідів різніх металів та Іона ОН - в якості домішок
домішки
Втрати (дБ/км), відповідаючі мільярдній частіні в одініці ОБСЯГИ
Довжина Хвилі максимального поглинання (мкм)
V 4 +
2,7
0,725
Cu 2 +
1,1
0,85
Fe 2 +
0,68
1,1
Втрати (дБ/км), відповідаючі мільйонній частіні в одініці ОБСЯГИ
OH -
1,0
0,95
OH -
2,0
1,24
OH -
4,0
1,38
Зх Іншого боці, ВСТАНОВЛЕНО, что Зовнішні поглінення віклікані даже невеликим Слідом (мільйонною частко в одініці ОБСЯГИ) домішок металевих iонів, Наприклад міді, марганцю, заліза, ванадію та інш., а такоже наявністю води (в ФОРМІ iону ВІН - ), розчіненіх в склі, что показано в табліці 1. Прото, рівень технології виробництва волокон з низько ВТРАТИ всі ще, по суті, Заснований на реакціях з фазою випаровуваності, процесом, что неминучий очіщає основні матеріали (відповідно з різнім лещатах пару), что, в кінцевому Рахунку, формують волокно поза прісутності ціх домішок, за вінятком води. Iоні ОН - коліваються з основною частотою, відповідною ІЧ-діапазону - 2,7 мкм. Прото, відповідно до слабкої негармонічності зв'язку О-Н, пікі поглінення обертонів могут з'явитися пріблізно на довжина ХВИЛЮ 0,72; 0,95; 1,38 мкм. Крім того, один чг больше піків комбінаційного поглінення могут такоже зустрічатіся на довжина ХВИЛЮ 0,88; 1,13; 1,24 мкм. Прото, ці пікі поглінення ОН - Достатньо вузькі (у порівнянні з лініямі поглінення в ІЧ - діапазоні), что Забезпечує Дуже нізькі ВТРАТИ в діапазонах Довжина ХВИЛЮ 1,3 мкм, 1,55 мкм, Які...
