гасання поглинання
загасання називають процес, при якому неоднорідності волокна поглинають оптичну енергію, і перетворюють її в тепло. Область істотного загасання сигналу волокна пов'язана з молекулами води і великим поглинанням світла гідроксильними молекулами (). До інших неоднородностям що обумовлює поглинання відносяться іони заліза, міді, кобальту, ванадію і хрому (). Для забезпечення низьких втрат виробники волокна повинні підтримувати концентрацію цих іонів на рівні однієї мільярдної.
Загасання за рахунок поглинання () пов'язане з втратами на діелектричну поляризацію й істотно залежить від властивостей матеріалу світловода. Втрати обумовлені комплексним характером показника заломлення:
Показник заломлення пов'язаний з тангенсом кута діелектричних втрат в световоде виразом:
[2.2]
Загасання поглинання визначається відношенням величини втрат у світловоді () до подвоєному значенню всій потужності (), переданої по световоду:
, [2.3]
де;
.
Тоді
, [2.4]
де - провідність матеріалу світловода;
- хвильовий опір;
- швидкість поширення енергії по світловод.
Використовуючи умови і, отримаємо формулу розрахунку втрат на поглинання:
; дБ / км [2.5]
де - показник заломлення;
- довжина хвилі.
Висловлюючи через комплексний показник заломлення, отримаємо:
, [2.6]
якщо коефіцієнт заломлення має дійсне значення, і втрати на поглинання відсутні.
З формули [2.6] видно, що частотна залежність затухання поглинання має лінійний характер.
2.2 Загасання розсіювання
Втрати, пов'язані з розсіюванням оптичної енергії, обумовлені неоднорідністю волокна і його геометричною структурою.
За своєю структурою скло є неврегульованою структурою, в якій є мікроскопічні відхилення від середньої щільності матеріалу, а також локальні мікроскопічні зміни в складі. Кожне із зазначених змін приводить до флуктуацій показника заломлення, величина яких мала в порівнянні з довжиною хвилі оптичного діапазону.
Крім того, світло розсіюється на бульбашках, мікротріщинах. Такі центри розсіювання особливо шкідливі на кордоні серцевини і оболонки волокна. Розсіяння на неоднорідностях відбувається у всіх напрямках, а значить, світло перестає бути спрямованим.
Рисунок 2.4. Розсіювання
Розрізняють лінійне і нелінійне розсіювання. При лінійному розсіянні потужність розсіяння пропорційна потужності падаючої хвилі. У цьому випадку відбувається часткова зміна напрямку потоку енергії. При нелінійному розсіянні в спектрі розсіяною потужності спостерігається нові частотні компоненти. Розсіювання, що виникає в результаті флуктуації показника заломлення, називається релєєвського. Релєєвськоє розсіювання обумовлено варіаціями складу і щільності волокна, неминучими в процесі виробництва.
Величина втрат на розсіювання в ОВ визначається формулою:
?; дБ / км
де К - постійна Больцмана;
Т - температура;
?- Стисливість;
<...
