Малюнок 4.4. Можливі дефекти сполучення ОВ
Волокно в з'єднувачі повинна розміщуватись уздовж його центральній осі. Якщо центральна вісь одного волокна не збігається з центральною віссю іншого, то неминуче виникнення втрат.
Якщо коефіцієнт передачі енергії від одного волокна до іншого, причому для ідеальних умов=1, то матимемо=1 - L / P, де L - зміщення; P - діаметр волокна.
Значення додаткового загасання визначається за формулою:
, [4.3]
На малюнку 4.5 представлена ??залежність загасання від ставлення абсолютної величини зсуву до діаметру волокна. [20]
Малюнок 4.5. Втрати від бокового зміщення волокон
Видно, що допустима неузгодженість стає менше при зменшенні розміру волокна. Відносне зміщення у 10% призводить до втрат на рівні 0,5 дБ.
Очевидно, контроль бічного зсуву особливо утруднений у волокнах малого діаметру. Виробники з'єднувачів прагнуть обмежити зсув на рівні 5% від діаметра сердечника. У разі використання багатомодового волокна із ступінчастим профілем заломлення передана потужність оптичного випромінювання пропорційна частці від ділення сумарної площі поперечного перерізу серцевини волокон () на площу однієї з серцевин (). З урахуванням цього вносяться втрати на з'єднанні рівні:
,, [4.4]
де L - бічний зсув; R - радіус серцевини.
Механізм втрат при з'єднанні градієнтних волокно більш складний, оскільки в цьому випадку втрати, насамперед, залежать від розподілу мод в волокне. У разі, коли потужність випромінювання має максимальне значення в центрі торця волокна і знижується до нуля ближче до кордону «серцевина-оболонка» значення внесених втрат визначається:
, [4.5]
З'єднання двох волокон, розділених невеликим зазором, схильне двом видам втрат: перший - Френелевскую відображення, пов'язане з різницею показників заломлення волокон і середовища в зазорі
(зазвичай повітря). На малюнку 4.6 зображені поворотні втрати, за наявності зазору між торцями волокон [20].
Малюнок 4.6. Втрати при Френелевскую відображенні
Френелевскую відображення відбувається як на виході з першого волокна, так і на вході в друге волокно (поворотні втрати). Поворотні втрати представляють собою частину втраченої енергії, яка відбивається від з'єднання і, змінює напрям поширення на зворотне.
У скляних волокнах, розділених повітряним зазором, втрати від Френелевскую відображення становлять близько 0,34 дБ.
Другий вид втрат пов'язаний з втратою мод високого порядку при проходженні світлом зазору і на вході в серцевину другого волокна. Світло, виходячи з першого волокна, поширюється в деякому конусі. Величина втрат, пов'язаних з цим ефектом, залежить від величини апертури волокна. Волокно з великим значенням NA не допускає такого великого зазору між волокнами при цьому ж рівні втрат, що і волокно з меншим значенням NA.
Для випадку з зазором між торцями волокон коефіцієнт передачі буде:
, [4.6]
де S - відстань між торцями волокна,
- апертурний кут волокна.
Значення загасання виразиться як:
.
Ослаблення потужності при Френелевскую втратах:
...
