оптичних волокон із ступінчастим ППП
(7)
оптичного волокна з градієнтним профілем ППП
(8)
В градієнтних ОВ використовується поняття локальної числової апертури. Її значення
максимально на осі волокна і дорівнює 0 на межі розділу серцевина - оболонка.
Режим повного внутрішнього відображення зумовлює умова подачі світла на вхідних торець оптичного волокна. З рис. 7 видно, що ОВ пропускає лише світло, укладений в межах тілесного кута? А, величина якого обумовлена ??кутом повного внутрішнього відображення? В. Цей тілесний кут? А характеризується апертурою.
Апаратура - це кут між оптичною віссю і однієї з утворюють світлового конуса, що потрапляє в торець оптичного волокна, при якому виконується умова повного внутрішнього відображення.
Рис. 7. Принцип дії ОВ
Зазвичай користуються поняттям числової апертури:
(9)
де n0, n1, n2 - показники заломлення повітря, сердечника, оболонки відповідно.
Маючи на увазі, що для повітря n0=1, отримаємо
(10)
Між кутом повного внутрішнього відображення? В і апертурним кутом падіння променя? А є взаємозв'язок. Чим більше кут? В, тим менше апертура волокна? А. Для ступінчастих ОВ, що використовуються в системах зв'язку, числова апертура зазвичай дорівнює 0,18 - 0,23.
. Критична довжина хвилі.
При поширенні оптичного випромінювання в ОВ з різними довжинами хвиль можливі варіанти [1.3], граничні випадки яких показані на рис. 8.
Для малих довжин хвиль при?? 0 (рис. 8 а) і хвиль, сумірних з діаметром світловода (d) при?? d (рис. 8 б, в).
Рис. 8. Поширення хвиль у світловоді для частот:
а - дуже високих; б - менш високих; в - критичних
У першому випадку відображень мало і хвиля прагне до прямолінійного руху вздовж світловода, тобто передача проходить у вигідних умовах. За световодам можлива передача хвиль довжиною менше діаметра серцевини світловоду.
. Нормована частота.
Нормована частота?- Узагальнений параметр НД Використовується в основному в розрахунках для забезпечення одномодового режиму. Цей параметр, що визначає число мод, дорівнює:
(11)
де?- Довжина хвилі, мкм.
Якщо 0 < ? < 2,405, то режим роботи волокна одномодовий, якщо? > 2,405 - багатомодовий. Чим менше діаметр серцевини ОВ, тим менше число мод може поширюватися по ньому і тим менше розширення отримують оптичні імпульси. Відповідно збільшується коефіцієнт широкополосности ОВ. Таким чином, одномодовое (ООВ) може передавати більш широкосмугові сигнали, ніж многомодовое (МОВ).
. Діаметр модового поля в ООВ.
Важливим інтегральним параметром ООВ є діаметр модового поля. Цей параметр використовується при аналізі одномодових волокон.
В багатомодових ОВ розмір серцевини прийнято оцінювати діаметром (2а), в одномодових волокнах - за допомогою діаметра модового поля (dМП). Це пов'язано з тим, що енергія основної моди в ООВ поширюється не тільки в серцевині, а й частково в оболонці, захоплюючи її прикордонну область. Тому dМП більш точно оцінює розміри поперечного розподілу енергії основної моди. Величина dМП є важливою при стикуванні волокон між собою, а також при стикуванні джерела випромінювання з волокном.
В [14] показано залежність...
