іменяемихв волоконно-оптичних пристроях:
Волокна для компенсації дисперсії (DC - Dispersion Compensating), застосовувані в модулях компенсації дисперсії.
Волокна з домішкою рідкоземельних елементів, що застосовуються в оптичних підсилювачах, наприклад, в EDFA - Erbium Doped Fiber Amplifier (волокно легування ербієм)
Волокна, що зберігають стан поляризації випромінювання (РМ - Polarization Maintaining), застосовувані в гіроскопах, поляризаційних делителях і змішувачах.
Дірчасті волокна (Holey Fiber), застосовувані в компенсаторах дисперсії, в оптичних шнурах, в нелінійних елементах.
1.2 Геометричні параметри волокна
Волокно складається з серцевини і оболонки. Оболонка оточує оптично більш щільну серцевину, яка є светонесущей частиною волокна, відповідно до малюнком 2.
Малюнок 2? Хід променів у многомодовом оптичному волокні зі східчастим профілем показником заломлення
Відносна різниця показників заломлення:
Один з важливих параметрів, який характеризує волокно, це відносна різниця показників заломлення?:
?=(n +2 +1 -n +2 2)/2n 2 + 1, (1)
де 1 -Показник заломлення серцевини волокна, 2 -Показник заломлення оболонки волокна.
Будемо позначати через n1 і n2 показники заломлення серцевини і оболонки, відповідно. Якщо показник заломлення оболонки вибирається завжди постійною величиною, то показник заломлення серцевини в загальному випадку може залежати від радіуса. У цьому випадку для проведення різних оцінок параметрів волокна в місце n1 використовують n 1eff. Поширення світла по волокну можна пояснити на основі принципу повного внутрішнього відображення, що випливає із закону заломлення світла Снелліуса? світлові промені на межі розділу двох середовищ переломлюються так, що твір показника заломлення на синус кута між нормаллю до межі розділу і напрямом променя, залишається постійним:
1 sin? 1=n 2 sin? 2, (2)
де
? 1 - кут падіння, 1 -Показник заломлення серцевини волокна,
? 2 - кут заломлення, 2 -Показник заломлення оболонки волокна.
Критичний кут падіння:
Так як серцевина є оптично більш щільною середовищем по відношенню до оболонки (n 1 gt; n 2), то існує критичний кут падіння? C - внутрішній кут падіння на кордон, при якому переломлений промінь йде уздовж кордону середовищ (? 2=90 °). Із закону Снелліуса легко знайти цей критичний кут падіння:
? C=arcsin (n 2/n 1), (3)
де 1 - показник заломлення середовища 1, 2 - показник заломлення середовища 2,
arcsin - кут падіння,
Якщо кут падіння на кордон розділу менше критичного кута падіння (промінь 2), то при кожному внутрішньому відображенні частина енергії розсіюється назовні у вигляді переломленого променя, що призводить в кінцевому підсумку до загасання світла. Якщо ж кут падіння більше критичного кута (промінь 1), то при кожному віддзеркаленні від кордону вся енергія повертається назад в серцевину завдяки повному внутрішньому віддзеркаленню.
Промені, траєкторії яких повністю лежать в оптично більш щільному середовищі, називаються направляються. Оскільки енергія в направляються променях не розсіюється назовні, такі промені можуть поширюватися на великі відстані.
Важливим параметром, що характеризує волокно, є числова апертура NA. Виражається формулою:
=sin? A, (4)
де
sin? A? кут вводимо в волокно випромінювання
Вона пов'язана з максимальним кутом? A вводимо в волокно випромінювання з вільного простору, при якому світло випробовує повне внутрішнє віддзеркалення і поширюється по волокну.
1.3 Загасання
Волокно характеризується двома найважливішими параметрами: загасанням і дисперсією. Чим менше загасання (втрати) і чим менше дисперсія розповсюджуваного сигналу у волокні, тим більше може бути відстань між регенераційними ділянками або повторювачами.
Малюнок 3? Спектр втрат і положення вікон прозорості в кварцових волокнах
На поширення світла волокні впливають такі фактори, як: втрати на поглинанні, втрати на розсіюванні, кабельні втрати.
Втрати на поглинанні і на розсіюванні разом називають власними втратами, а кабельні - додаткові втратами.
У короткохв...
