Профільна дисперсія

Профільна дисперсія деякими джерелами не виділяться в окреме явище (тоді її вважають складовою частиною хвилеводної дисперсії), визначається співвідношенням коефіцієнтів заломлення серцевини та оболонки. Іншими словами, даний вид дисперсії визначається характером співвідношення коефіцієнтів заломлення серцевини волокна та її оболонки, тобто профілем зміни показника заломлення від осі волокна до області розподілу двох середовищ на межі з оболонкою. Спочатку багатомодові волокна мали ступінчастий профіль. З метою зниження дисперсії були розроблені волокна з градієнтним профілем. В таких волокнах показник заломлення змінюється плавно. Промені, що проходять далі від центру серцевини, проходять більший шлях, ніж ті промені, які ближче до осі світловоду. Але оскільки ці промені розповсюджуються в середовищі з меншим показником заломлення, швидкість їх розповсюдження виявляється вищою. Як наслідок відбувається вирівнювання швидкості, за рахунок чого спостерігається синхронізація мод. В наш час більшість багатомодових волокон має градієнтний профіль показника заломлення.

Для зниження впливу профільної дисперсії в одномодових волокнах використовується оптимізація профілю показника заломлення серцевини оптичного волокна. Завдяки змінам форми профілю були отримані оптичні волокна з додатною дисперсією.

ЛЕКЦИЯ 3. ПОТЕРИ И ОСЛАБЛЕНИЕ СИГНАЛА В ОВ

Существуют четыре причины потерь в оптоволокне:

1. Собственные внутренние потери.

2. Потери, вызванные примесями (иногда называемые внешними потерями).

3. Рассеяние Рэлея.

4. Потери, вызванные несовершенством оптоволокна.

Рисунок – Структура потерь в оптических волокнах

1. Собственные внутренние потери

Собственное внутреннее поглощение материала является потерями, вызванными только чистым кремнием, тогда как внешние потери — это потери, вызванные наличием примесей в оптоволокне. В каждом конкретном материале, благодаря его молекулярной структуре, существует поглощение сигнала определенных длин волн. В случае двуокиси кремния (SiO2) существуют электронные резонансы в ультрафиолетовой области для длин волн λ < 0,4 мкм.

Существуют также колебательные резонансы в инфракрасной области, где λ > 7 мкм. Расплавленная двуокись кремния (стекло), которая является материалом оптического волновода, по своей природе аморфна. Поэтому эти резонансы существуют в форме полос поглощения, хвосты которых простираются в область видимого спектра. Во втором и третьем окнах прозрачности этот тип поглощения вносит вклад на уровне не более чем 0,03 дБ/км. Производители оптоволокна не могут влиять на эту составляющую поглощения, разве что перейти на другой материал для передачи светового сигнала.

Собственные потери на поглощение растут и становятся значительными в ультрафиолетовой и инфракрасной областях. При длине волны излучения выше 1,6 мкм обычное кварцевое стекло становится непрозрачным из-за роста потерь, связанных с инфракрасным поглощением.