розподілу інтенсивності (потужності) випромінювання основної моди одномодового волокна в ближній зоні від радіуса (мал. 9). Ця залежність апроксимується з достатнім ступенем точності формулою Гаусса:
(12)
де J (r) - інтенсивність випромінювання на відстані r від осі ООВ; J0 - інтенсивність випромінювання на осі ООВ (при r=O); Wo - радіус модового поля, тобто значення радіуса, при якому інтенсивність випромінювання становить 1/е2=0,35 J0.
Згідно [6, 15] радіус поля моди Wo в мікрометрів визначається при відомих значеннях v і а=dc / 2 зі співвідношення
(13)
або
(14)
Тоді шукане значення діаметра модового поля одно dМП=2W0.
Рис. 9. Залежність розподілу інтенсивності випромінювання основної моди ООВ в ближній зоні від радіуса.
4. Число мод в многомодовом оптичному волокні.
Загальне число мод в МОВ з діаметром серцевини 2?, заданої числової апертурою на робочій довжині хвилі? визначається через нормовану частоту виразом вигляду:
(15)
У розрахунках М може виявитися дробовим числом, в той час як число мод в волокні буває тільки цілим. У волокні з градієнтним ППП і тими ж значеннями діаметра серцевини, показників заломлення п1 і п2 число мод приблизно в 2 рази менше, ніж в ОВ із ступінчастим ППП. Кількість мод (з урахуванням усіх вироджених мод) у разі ступеневої ППП (2.2) визначається виразом вигляду:
(16)
де u - показник ступеня, що описує зміни ППП.
. Загасання.
Коефіцієнт загасання оптичного сигналу. Загасання в оптичному волокні - це міра ослаблення оптичної потужності, поширюваної вздовж ОВ між двома його поперечними перетинами на даній довжині хвилі. Загасання в ОВ виражається в дБ. Коефіцієнт загасання в ОВ - це величина загасання на одиниці довжини волокна і виражається в дБ / км. Коефіцієнт загасання в ОВ обумовлюється власними втратами волокна і виражається у вигляді:
, (17)
де? рр,? пт,? ик,? пр - складові коефіцієнта загасання за рахунок релєєвського розсіювання, поглинання матрицею кварцового скла, інфрачервоного поглинання і поглинання на домішках ОВ, відповідно.
У загальному вигляді втрати енергії в матеріалі волокна залежать від поглинання світлової енергії, наявності сторонніх домішок, таких як гідроксильні групи (ОН), іони металів (заліза, кобальту, нікелю, міді) і інших включень, а так само від втрат на поглинання переданої потужності в інфрачервоній області сектора.
Загальні втрати на поглинання в ОВ визначаються формулою:
(18)
Механізм основних втрат, що виникають при розповсюдженні по ОВ електромагнітної енергії, ілюструється на рис. 10.
Рис. 10. Механізм основних втрат в световодах:
? рр - розсіювання на нерегулярні;
? пр - поглинання за домішок;
? пм - поглинання в матеріалі волокна
Частина потужності, що надходить на вхід світловода Рвх, розсіюється за зміни напрямку розповсюджуваних променів на нерегулярних і їх висвічуванні в навколишній простір (? рр), інша частина потужності поглинається матеріалом ОВ (? пм) у вигляді поляризації диполів ОВ, сторонніми домішками, що проявляється у вигляді джоулева тепла (? пр). У результаті потужність на виході Pвих. зменшується.
Втрати на поглинання істотн...
