о залежать від чистоти матеріалу і за наявності сторонніх домішок можуть бути значними. Втрати на розсіювання лімітують межа мінімально допустимих втрат в ОВ.
Розсіювання, з одного боку, обумовлено неоднородностями матеріалу ОВ, розміри яких менше довжини хвилі, а з іншого - тепловими флуктуаціями показника заломлення.
Розсіяння світла принципово непереборно і вносить свій внесок у загасання ОВ навіть у тому випадку, коли втрати світла на поглинання дорівнюють нулю.
Складову коефіцієнта загасання ОВ? рр (дБ / км) за рахунок релєєвського розсіювання можна визначити з виразу [4, 6]:
(19)
де n1 - ПП серцевини і дорівнює 1,48 - 1,50; k=l, 38.10 -23 Дж / К - постійна Больцмана;
Т=1500К - температура затвердіння скла при витяжці; ? =8,1 · 10-11 м2 / Н - коефіцієнт стисливості (для кварцу).
Складову? пм (дБ / км), пов'язану з втратами на діелектричну поляризацію, можна визначити з виразу:
(20)
де n1 - показник заломлення серцевини ОВ; tg?- Тангенс кута діелектричних втрат серцевини ОВ.
Складову? ик (дБ / км), обумовлену електронним та атомним резонансами в інфрачервоній частині спектра за рахунок коливання атомів у кристалічній решітці, можна визначити з виразу [6]:
(21)
де С і до - постійні коефіцієнти, рівні, наприклад, для кварцу С=0,9;=(0,7 ... 0,9) 10-6 м.
На рис. 11 представлені типові залежності основних складових втрат від довжини хвилі. Як видно з графіка, релєєвськоє розсіювання обмежує нижню межу втрат в лівій частині, а інфрачервоне поглинання - у правій частині спектра хвиль.
Рис. 11 Залежність загасання сигналу в ОВ.
В області довжин хвиль більше 1,7 - 1,8 мкм починають проявлятися втрати через інфрачервоного поглинання в кварці, викликаного резонансами атомів у кристалічній решітці SiO2.
Поглинання на домішках пов'язані з резонансами матеріалу домішки. Зокрема, поглинанням на домішки гідроксильної групи OHопределяются піки втрат в областях довжин хвиль 1383; 1240; 1130; 950; 875; 825 і 725 нм [7]. Цей тип втрат залежить від технології виготовлення волокна. З розробкою більш досконалих методів очищення матеріалу кварцового скла від домішок і способів захисту від формування домішок гідроксильної групи в склі надалі були отримані оптичні волокна з пониженим водяним піком (LPW - low water peak) або, як їх ще називають, волокна з нульовим водяним піком (ZWP-zero water peak).
Діапазон роботи ВОСП вибирається в області мінімального загасання кварцових оптичних волокон і лежить в межах 1260 - 1675 нм. Виділяють шість спектральних діапазонів, дані яких зведені у таблиці 1 [6, 11].
Таблиця 1
Умовне обозначениеНаименованиеДиапазон, нмOОсновной (original) 1260-1360EРасшіренний (expanded) 1360-1460SКоротковолновий (short) 1460-1530CСтандартний (conventional) 1530-1565LДлінноволновий (long) 1565-1625UСверх-довгохвильовий (ultra-long) 1625-1675
При подальшому збільшенні довжини хвилі кварц ОВ замінюється на інші матеріали. Зокрема, в [16] повідомляється про випробування фірмою Хьюз Ейркрафт волокон, виконаних з полікристала бромистого і бромойодістого талію та мають на довжинах хвиль 4 - 5 мкм коефіцієнт загасання, рівний 0,01 дБ / км.
На більш довгих хвилях в якості матеріалу для волокна використовую...
