ною формулою [3.3] для градієнтного світловода:
[3.3]
або наближеною формулою [3.4] для світловода із ступінчастим профілем показника заломлення:
, [3.4]
де - Діаметр серцевини світловоду,
- відносне значення показника заломлення.
За допомогою формули [3.3], [3.4] і використовуючи вихідні дані в розрахунках на ЕОМ (додаток 1) побудуємо графік залежності додаткового загасання від радіуса вигину.
Як видно з графіка, загасання різко зростає при зменшенні радіуса вигину.
Слід зазначити, що у волокнах з ступінчастим профілем заломлення залежність загасання від радіуса вигину виявляється більшою мірою, ніж в градієнтному світловоді. Це пояснюється відмінністю в поширенні мод в східчастих і градієнтних световодах. У більшості випадків вигини з радіусом кривизни
,
призводять до великого значенню загасання. Тут - радіус серцевини ОВ, NA - числова апертура світловода. Тому радіус вигину світловода в кабелі має бути значно більше радіусу серцевини світловоду.
За діючим технічним нормам ОК в цілому допускає вигин з радіусом R=20 * 2 * r, де r - радіус ОК.
микроизгибах являють собою дрібні (порівнянні з довжиною хвилі) локальні порушення прямолінійності осі волокна або зміщення межі «серцевина-оболонка» в поперечних напрямках на ділянці микроизгибах. На микроизгибах відбувається взаємодія напрямних хвиль між собою, а також взаємодія напрямних хвиль з хвилями оболонки і випромінювання. Ця взаємодія призводить до обміну електромагнітною енергією між перерахованими типами хвиль. Щоб Їх хвилі будуть втрачати частину енергії через його переходу до оболонкові хвилях і хвилям випромінювання, що і призводить до виникнення додаткового загасання. Величину коефіцієнта загасання на микроизгибах можна обчислити за формулою [3.5]:
[3.5]
де - висота (радіус) микроизгибах;
- показник заломлення серцевини;
- діаметр світловода.
Аналіз формули показує, що втрати в ОВ можуть бути значно знижені збільшенням діаметру і числової апертури световоду і зменшенням відносини діаметра серцевини до діаметру оболонки світловоду. Для градієнтних світловодів апертура при розгляді втрат, зумовлених микроизгибах світловода, буде дорівнює приблизно половині максимальної числової апертури світловода, що призводить до необхідності використання світловодів з малими діаметрами серцевини.
Волокна в оптичному кабелі зазвичай скручуються навколо центрального керуючого елемента або навколо один одного, для підвищення гнучкості і стійкості конструкції ОК. Скрутка волокон може призвести до виникнення скручують напруг і погіршення оптичних властивостей кабелю. Ці процеси пов'язані, в першу чергу, з величиною радіуса вигину волокна, що залежить від кроку скрутки волокон. Залежність між кроком скрутки h і радіусом вигину R виражається співвідношенням:
,
де - радіус скрутки.
Із збільшенням кроку скрутки збільшується і радіус вигину.
Розглянемо вплив ефекту скручування на оптичні характеристики волокна.
При скрутці і вигині волокна порушується закономірність відображення променя на кордоні «серцевина-оболонка», в силу чого частина енергії випромінюється в навколишній простір або переходить на сусіднє волокно. Це призводить до додаткових ...
