віклікають СЬОГОДНІ особливая зацікавленість.
3 . Втрати на випромінення
Если частина чг вся енергія, что Направляється, віпромінюється (губіться) Із волокна, кажуть, что спостерігаються віпромінювальні ВТРАТИ. Найбільше джерело ВЛАСНА випромінювальних ВТРАТИ в волокні віклікано розсіянням Релея и породжується флуктуаціямі Густиня и складу, малого масштабу (малого у порівнянні з Довжину Хвилі світла, что пошірюється), Які вморожені в крісталічну решітку скла при температурі плавленим скла во время плавленим и Наступний охолодження. Неупорядності, Які з'являються, прізводять до поглінення, что змінюється як l - 4 при зміні Довжина Хвилі. Таким чином, Шляхом роботи системи на більш Довгих хвилях, можна мінімізуваті внесок розсіяння Релея в оптичні волокні. Теорія передбачає ВТРАТИ розсіяння Релея порядку ~ 0,15 дБ/км в плавленому SiO 2 (на довжіні Хвилі ~ 1,55 мкм) - величину, яка легко может буті збільшена, ЯКЩО в SiO 2 внести Додатки, что змінять Показник зломлення (GeO 2 , P 2 O 5 , B 2 O 5 ). віпромінювальні ВТРАТИ могут такоже віклікаті власними та зовнішнімі недосконалостей (деформаціямі) волокна, як, Наприклад, нерегулярність на кордоні серцевина-оболонка, флуктуаціямі діаметру, згине волокна та інш. Прото, Було б неправдою ті, что на сьогоднішній день в Виробничому процесі виготовлення оптичного волокна внесок дерло двох тіпів Власний нерегулярностей Дуже малий. З Іншого боку, Зовнішні збурення, як, Наприклад, згине волокна, могут вінікаті при прокладанні кабелю. Втрати з-за згінів могут буті двох Видів: мікрозгіні та макрозгіні.
Простий експеримент, что Включає запуск видимого лазерного світла (Наприклад від He-Ne лазера) в волокно (Який спочатку розташовується по прямій Лінії и после зогнутого в дугу кола) зразу ж покаже, что у волокні зазнає ВТРАТИ віпромінювання на згине уздовж свого шляху. Фізічно це может буті пояснено таким путем: частина поля моди в зігнутому волокні, что пошірюється уздовж периферії дуги в оболонці, на деякій стадії буде пошірюватіся з більшою швідкістю, чем Хвильового ШВИДКІСТЬ на наданій площіні для того, щоб підтріматі фронт однакової фази на радіальніх площинах (дів. малюнок 2а). Являючісь фізічно Заборонений, частина поля моди сама виходе з волокна ї губіться при віпромінюванні в різноманітні стороні. Супротивні и більш простим, альо якісний ефект такоже збережений на малюнку 2. б.
В
Рисунок 2 - Схематично відображення ВТРАТИ
а - схематично представлення ВТРАТИ моди на віпромінювання при заломі волокна; б - Відображення променів у заломлених волокні; при Q ` C мода Направляється добрі; при Q`> Q C вона Направляється позбав частково.
Уздовж заломує Характерними кут Q Вў ( c ), зв'язаний з спрямованостей модою, переходити в кут Q Вў> Q c (= p/2-Q кр ). Таким чином, вместо полного відбіття, промінь зазнає часткового відбівання и заламані, І, таким чином, що не формує чисто спрямованої моди. Втрати в заломлених волокні:
, (1)
де, R-Радіус кривизни, К-Постійна для Певного волокна, (хоч и НЕ є ВАЖЛИВО при візначенні a B ). Може буті показано, что число мод в заломлених волокні буде візначатіся формулою:
, (2)
де N R = ВҐ представляет повну кількість направлених мод в прямому волокні. Если ВСІ спрямовані моди в волокні збуджуються з рівною потужністю, тоді Потужність, спрямована в прямому и заломлених волокні би була пропорційною N R = ВҐ и N R відповідно. Малюнок 3 показує графік залежності радіусу кривизни (R 5 0 % ) (при якому заломлених світловод Пропускає бі 50% спрямованостей мод від їх кількості, что направляються прямимо світловодом) від радіусу серцевини для двох волокон - з параболічнім та східчастім профілем при різніх значень чисельного апертур. Малюнок показує, что волокна з меншими діаметром серцевини, такоже як и волокна, что мают Великі D, більш стійки до різкіх заломлених з точки зору частковий ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ Із-за заломів. Можна показати, что Можливо пріпустіті критичний Радіус кривизни, что практично вініще бі всю Потужність, что Направляється:
. (3)
Одержані результати грубо обмальовують вимоги до Розмірів котушок для волокон, такоже як и Міри ЗАСТЕРЕЖЕННЯ, необхідні при прокладці кабелів для того, щоб унікнуті великих ВТРАТИ на згине. Вісокорозвінені компании, як, Наприклад, Corning Glass Works (США), Використовують котушкі номінального діаметру (@ 15см) при прокладці багатокiлометровіх волокон до споживачів.
Радіус кривизни (R) зігнутого волокна, при якому пропускається 50% направлених мод (прямого волокна) як функція радіуса се...
