Міністерство освіти і науки РФ
Томський Державний Університет Систем Управління Радіоелектроніки (ТУСУР)
Кафедра надвисокочастотні і Квантової Радіоелектроніки (СВЧіКР)
Розрахунок залежності втрат оптичного волокна від похибок виготовлення
Виконав студент гр. 159:
Дё І.В.
Завдання 1
Вихідні дані
Згідно з завданням, було взято многомодовое оптичне волокно фірми corning, з діаметром серцевини 62.5 мкм.
Рис. 1
Рис. 2
1.1 Неузгодженість апертур передавального і приймаючої волокон
Якщо числова апертура передавального ОВ більше числової апертури приймаючого, то виникнуть втрати потужності оптичного сигналу через різні числових апертур. Втрати можна обчислити за формулою
Де? NA- зміна апертури за рахунок похибки виготовлення
NA=0,275
? NA змінюється від 0 до 0,015
Малюнок 3 Втрати потужності за рахунок неузгодженості апертур
. 2 Різниця діаметрів серцевин з'єднуються волокон
втрат, що виникають через розходження з'єднуються волокон визначаються за формулою:
Де? D - зміна діаметра волокна за рахунок похибки виготовлення
D=62.5мкм
? D змінюється від 0 до 2,5 мкм
Малюнок 4 Втрати потужності за рахунок відмінності діаметрів серцевин волокон
. 3 Втрати при радіальному зміщенні волокон
Втрати при радіальному зміщенні волокон визначаються за формулою
Де L- радіальний зсув
D=62.5 мкм
L змінюється від 0 до 1.5 мкм
Малюнок 5 Втрати при радіальному зміщенні волокон
1.4 Втрати при кутовому зсуві волокон
Втрати при кутовому зсуві волокон визначаються за формулою:
Де? - величина кутового зміщення
NA=0,275
Величину кутового зміщення визначимо з допуску на апертуру за формулою:
?=arcsin (? NA)
?=arcsin (0.015)=0.86
Малюнок 6 Втрати при кутовому зсуві волокон
1.5 Втрати при осьовому зміщенні волокон
Втрати потужності при осьовому зміщенні волокон визначаються за формулою:
Де S- величина осьового зсуву
NA=0,275
n=1.496 На довжині хвилі 850 нм
n=1.491 На довжині хвилі 1310 нм
Малюнок 7 Втрати при осьовому зміщенні волокон
Висновки: Були розраховані різні види втрат, які можуть виникнути при погрішності в з'єднанні волокна. Найдешевші великі втрати відбуваються при кутовому зсуві волокон.
Завдання 2
Вихідні дані
Згідно з завданням, було взято оптоволокно ITU-T G.657 фірми Corning
Рис. 8
2.1 Неузгодженість апертур передавального і приймаючої волокон
Втрати потужності оптичного сигналу через розходження числових апертур з'єднуються ОВ відбуваються, якщо числова апертура передавального ОВ більше числової апертури приймаючого, і обчислюються за формулою:
Де? NA- зміна апертури за рахунок похибки виготовлення
Величину апертури обчислимо виходячи з інших даних
Отже
Де V -нормірованная частота.
d- діаметр модового плями на довжині хвилі 1550нм
? =1310 нм
NA=0,117
? NA=0,005
Малюнок 2.1 Втрати за рахунок неузгодженості апертур
2.2 Різниця діаметрів серцевин з'єднуються волокон
Ці втрати визначаються за формулою:
Де? D- зміна діаметра волокна за рахунок похибки виготовлення
D=8,6 мкм
? D з...
