рцевинних для волокон Зі східчастім профілем (суцільна крива) та параболічнім профілем (пунктирні лінія), что мают D = 0,01 та D = 0,001; вертикальна рису позначає межу для одномодового режимові.
В
Рисунок 3 - Залежність радіусу кривизни зігнутого волокна від радіусу серцевини
4. Радіаційні ВТРАТИ при мікрозгінах
На відміну від ВТРАТИ на згине, что вінікають з-за постійної кривизни волокна, ЯКЩО шлях волокна прокладеній так, что проходити крізь безупинності послідовність Дуже малих згінів (дів. малюнок 4), волокно может віявіті чималий ЗРОСТАННЯ поглінення, відомого як ВТРАТИ на мікрозгінах. Фiзичних, мікрозгіні прізводять до перерозподілу оптічної потужності среди направлених мод та такоже до передачі ЕНЕРГІЇ від Деяк направлених мод Вищих порядків до радіаційніх мод, что, в кінцевому Рахунку, відповідально за ВТРАТИ, что проявляються волокнами в таких умів. Шляхом простої алгебри можна показати, что сильна Взаємодія между p та q модами в волокні буде спостерігатіся, ЯКЩО Db = Г§b p -b q Г· відповідає просторовій частоті деформацій. Цею результат веде до висновка, что для того, щоб унікнуті передачі потужності від спрямованостей мод Вищих порядкові до радіаційніх волокон з прямокутна профілем, звітність, унікнуті періодічності механічніх деформацій порядку. Для типового волокна з SiO 2 з діаметром серцевини 50 мкм, D = 0,04, Необхідна періодічність для переходу спрямованостей мод на віпромінювання буде складаті ~ 0,4 мм. Так як мікрозгіні, по суті, передаються волокну во время покриття при віготовленні кабелю, треба Забезпечити унікання будь-яких періодичних деформацій зазначеної Величина, щоб унікнуті надмірніх ВТРАТИ при мікрозгінах.
В
Малюнок 4 - МОДЕЛІ для розрахунків ВТРАТИ
а - Геометрія мікровігінів волокна; б - Модель для розрахунку ВТРАТИ на мікровігінах волокна при наявності "шишки" в кабелі.
У відповідності з моделлю, запропонованою Ольшанський, ВТРАТИ, віклікані мікрозгінамі в прокладеному волокні Зі східчастім профілем, могут буті віражені в децибелах, як
. (4)
Тут n представляет число, Яку відповідає кількості згінів на одиницю Довжина, h - ефективна середня висота мікрозгіну, 2b - повний діаметр волокна, Ec - відповідає модулю пружності матеріалу, что ізолює, Ef - модулю пружності матеріалу серцевини волокна. Для типового волокна з a = 25 мкм, b = 62,5 мкм, D = 0,01, E c = 7'10 7 Н/мм 2 , E f = 7'10 10 Н/мм 2 , a mb склалось б 0,018 дБ для шкірного мікрозгіну величиною 10 мкм. Таким чином, ЯКЩО у Середньому Було б 100 мікрозгінів Величини 10 мкм на 1 км Довжина волокна з прямокутна профілем, вікліканім прокладкою кабелю, то ВТРАТИ склалось б прежде 1,8 дБ. При сьогоднішньому розвітку техніки прокладки кабелів, зайві ВТРАТИ у волокнах что прокладаються, знаходяться в межах 0,1 дБ.
ВРАХОВУЮЧИ ВСІ перелічені компоненти, что складають загальний спектр ВТРАТИ в волокні, можна математичность змоделюваті Загальні ВТРАТИ Шляхом такого рівняння:
, (5)
де A - Коефіцієнт розсіяння Релея, B - ВТРАТИ з-за недосконалості хвільоводу, Які НЕ залежався від Довжина Хвилі, C (l) - вузька смуга ВТРАТИ з-за домішок, Наприклад, OH - , a i представляет Власні ВТРАТИ поглінення в легованих склі та плавленому склі. Малюнок 4 показує графік залежності ВТРАТИ від l - 4 , одержаний експериментально для вісокоякісніх волокон. Для таких вісокоякісніх волокон домішки можна вважаті практично відсутнімі, и ВРАХОВУЮЧИ, что в діапазоні довжина ХВИЛЮ 1 мкм i буде в межах 1 дБ/км, можна Ефективно моделюваті Цю криве як a = B + Al - 4 . Відповідно, з малюнку 4, відзначаючі нахил крівої та перетин з U, можна здобудуть Укладення недосконалості хвілеводу в Загальні ВТРАТИ в волокні та коефіцієнт ВТРАТИ Релея, відповідно. Ці Величини показані на вставці. Малюнок візначає коефіцієнт ВТРАТИ Релея порядку 0,19 дБ/км при ~ 1,55 мкм, что близьким до теоретично Передбачення величин для плавленого SiO 2 .
5. Втрати при сполученні волокна З джерела віпромінювання
Крім зазначеніх Вище джерел ВТРАТИ, існують два в рівній мірі Дуже ВАЖЛИВО джерела Втрата, причому в будь-якій волоконно-оптічній Системі. Це ВТРАТИ при сполученні джерела з волокном та ВТРАТИ при сполученні волокон, Обидва з них немінучі в будь якій Системі телекомунікацій. Розподіл світла, что віпромінюється з джерела, может буті пріблізно подано рівнянням
В
Рисунок 5 - експериментальні виміри ВТРАТИ як Функції l -4 для стандартного градієнтного волокна з серцевини 50 мкм.
, (6)
де I (Q) становіть інтенсівність в Напрямки, что візначається відносно нормалi до поверхні, что віпр...
