Затихване на влакното

Светлината, тъй като се разпространява в оптично влакно постепенно отслабва. Това явление се нарича затихване агенти.

Затихване на светлинния сигнал се определя от формулата:

където L - дължина на влакното;

Pin - сигнал светлина мощност вход за ОМ;

Pout - светлина изходна мощност на сигнала OB.

Колкото по-висока чувствителност, по-малко от разстоянието на предаване на сигнала ОВ.

Затихване на сигнала поради OB собствени загуби и допълнителни загуби (кабел).

загуби кабелни се дължи на размера на променливостта на напречните сечения на сърцевина с дължина на ОВ и нередности в интерфейс ядро-обвивка, като те са свързани с присъствието на микро и macrobends RH.

Фигура 2.5 - Класификация на загубите в оптично влакно

Macrobends причинени от усукване OB по оптичен кабел. На огъване нарушил условие за пълно вътрешно отражение. Такава лъч се пречупва и разпръснати в околностите (облицовка).

загуби Microbending се появят в резултат на случайни влакна отклонения от праволинейното си състояние. Обхватът на тези отклонения е по-малко от 1 микрон, а дължината на - по-малко от милиметъра. Тези случайни отклонения могат да се появят по време на прилагане на защитното покритие и производството на кабелна стъклени влакна, в резултат на термични разширения и свивания директно и покрития влакна.

Собствени poterias се състои от три компонента:

apr- затихване поради присъствието в материал OB неизбежен примес;

ар- затихване поради разсейване загуба.

Фигура 2.6 - спектър на светлината

За да се разбере естеството на загуби на абсорбцията, трябва да си спомни какво спектъра на светлината (фигура 2.6). Спектърът на светлина е представена с инфрачервени лъчи, видима светлина и ултравиолетови лъчи. Инфрачервеният част на спектъра на оптичния сигнал е разделен на подлента 3: проксимална, средна и дистална. Това се отнася до средния топлинното излъчване, която се създава от всяка нагрява обект (слънцето, радиатори, топлокръвни създания.) Електрониката и комуникация е най-често се използва близката инфрачервена област (вж. Фигура 2.6)

Известно е, че стъклото е много силен абсорбатор на ултравиолетови лъчи. загуба на светлина във видимия диапазон е по-малък, отколкото в ултравиолетовия спектър, но все пак достатъчно голяма, че не е възможно да ги използват за предаване по оптичен кабел. Така наречените ултравиолетова абсорбция се простира на дължина на вълната от 1.3 микрона, където има минимална стойност.

При дължини на вълните по-малък от 1.3 микрона имат ултравиолетов адсорбционен. и при дължина на вълната по-голяма от 1.3 микрометра - инфрачервена абсорбция. който се увеличава с увеличаване на дължината на вълната. При дължина на вълната на емисиите над 1.6 микрона конвенционален кварцово стъкло става непрозрачен

Така, минималното затихване в оптично OB сигнал е в диапазона 0.8 - 1.7 mm (в подлента близко инфрачервено обхват).

Тъй като светлината е електромагнитна вълна, механизмът за поглъщане е свързан с диелектрик поведението в електрическо поле (диелектрична поляризация).

Това означава, че светлината се завърта свързаните такси прозорец молекули относителните точки на свързване, към който енергия се изразходват светлинна вълна, причинени от загуба на абсорбция.

За промяна на коефициента на пречупване на влакното се използват различни добавки. Някои от тях, например, бор (В 2О 3) има по-голяма абсорбция на естественото, и някои, като германий (GEO2) - по-малко. В момента в производството на стъклени влакна добавки се използват с ниски загуби на абсорбция.

Енергийна загуба увеличава значително поради присъствието в материал OB неизбежни примеси. като метални йони Fe, Ni, Cr, V, Cu и други включвания.

В ранните етапи на развитие на оптични влакна съдържа повечето от примеси от метални йони. Но сега, тези примеси са значително по-малки в модерни висококачествени влакна, и единственият останал голям примес на хидроксилна група ОН.

Разсейване на светлината в оптично влакно се дължи главно на наличието на материала на ядрото на най-малкия (около една десета от дължината на вълната) произволни гънки. Тези нехомогенности разпръсват светлина във всички посоки (фигура 2.7). Част от разсеяна светлина се появява от сърцевината на влакната и част може да се отразява обратно към източника. Според загубата Rayleigh с увеличаване на дължината на вълната намалява разсейване:

Фигура 2.7 - природата на Rayleigh разсейване

Такова разсейване присъства във всяка оптично влакно и е наречен Rayleigh разсейване. Това е обратно четвърта власт на вълната.

Сплавящи допълнения, които са необходими за промяна на коефициента на пречупване на сърцевината си, стъклото се увеличи степента на хетерогенност.

Най-интересно е зависимостта на затихването на OB на вълната (фигура 2.8).

Фигура 2.8 - Затихване на оптичното влакно от дължината на вълната на светлината

При дължини на вълните от 0.95 и 1.39 mkmvoznikayut затихване поредици, които се дължат на резонанс явления в хидроксилна ОН групи ( "връх вода").

Между върховете на затихване три области, с минимални оптични загуби, които се наричат ​​прозорци прозрачност. С нарастване на затихване намалява прозорец.

След настъпване на първия прозрачен прозорец при дължина на вълната от 0.85 микрона. Вторият прозрачен прозорец съответства на дължина на вълната от 1.3 микрона. Една трета прозрачен прозорец протича при дължина на вълната от 1.55 микрона, при който затихване в ОМ и минимум е 0,22 db / км. Така, че е препоръчително да се оптичен върху оптични влакна преносна система работи точно в тези дължини на вълните, които се наричат ​​работници. В момента, най-интересните са последните две прозорците на прозрачност, които осигуряват минимално затихване и максимална скорост от оптични влакна.

Технологии за прилагане "плътен" разделяне на честотите (DWDM), свързан с използването на Erbium легиран оптични усилватели доведоха до разработването на нови видове оптични влакна. Когато се използва DWDM технология в оптичното влакно се добавя едновременно голям брой (до 300) на оптични сигнали при къси дължини на вълните, всеки от които носи себе си, независимо от друга информация поток.

Фигура 2.9 - спектралната зависимост на затихването в влакна TrueWave RS на

Lucent Фирма произвежда подобрено оптично влакно - TrueWave RS (фигура 2.9), в който множество от експандиран дистален участък на работа спектрален диапазон, където има четвърти прозрачен прозорец, което допълнително увеличава капацитета на оптичния кабел.

Фигура 2.10 показва спектралната зависимост на затихването в AllWave влакно. За разлика от стандартната един вид влакно, този оптични влакна, произведени от Lucent е не така наречените "връх вода", т.е.. Д. Увеличаване на абсорбция при дължина на вълната от 1.385 микрона, съответстваща на спектъра на абсорбция на йоните ОН. В тази дължина на вълната, абсорбцията на 0,31 db / km, т.е. Имаше една пета прозрачен прозорец.

Фигура 2.10 - Спектралният зависимостта на затихването в AllWave влакна

Спектралната област на оптично влакно с ниска загуба (<0,3 дБ/км) расширилась до 500 нм и лежит в диапазоне длин волн 1200-1700 нм. Использование всего спектрального диапазона волокна позволяет резко увеличить информационную ёмкость волоконно-оптических систем со спектральным уплотнением каналов.

Освен по-горе, трябва да се вземат предвид загубите на загубата се получава, когато влизат радиация в ОМ. Те включват:

ААР - отвор загуби поради разминаване на отворите на емитер и влакното;

PRA - Fresnel загуби от отражение от краищата на влакната, и така нататък ..

Както емитери използвани възпроизвеждане светодиоди LED PPL полупроводникови лазери. Светодиоди излъчват светлина в твърда ъгъл от 30-60 ° и PPL - в твърда ъгъл от 3 до 30 °. Ако отвор емитер е голям отвор RH, частта на оптичния сигнал се губи дори по време на експлоатация агенти. Това е загуба на диафрагмата. За да се намали отвора загуба за въвеждане на радиация в използването на ОВ с акцент лещи.

За да се намалят загубите на Френел OM завършва покрити със специални анти-рефлексен филми сгънете дебелина # 955/4.