Затухание
Контрольная работа по теме:ЗатуханиеВажнейшими параметрами световода являются оптическое потери и соответственно затухание передаваемой энергии. Эти параметры определяют дальность связи по оптическому кабелю и его эффективность.Затухание световодных трактов обусловлено собственными потерями в волоконных световодах () и дополнительными потерями, так называемыми кабельными (), обусловленными деформацией и изгибами световодов при наложении покрытий и защитных оболочек в процессе изготовления оптического кабеля, т.е. .Собственные потери волоконных световодов состоят в первую очередь из потерь поглощения () и потерь рассеивания , т.е. .Потери на поглощение существенно зависят от частоты материала и при наличии посторонних примесей () могут быть значительными.В результате. (1)Затухание в результате поглощения связано с потерями на диэлектрическую поляризацию и существенно зависит от свойств материала световода.Потери обусловлены комплексным характером показателя преломления nд+jnм, который связан с тангенсом угла диэлектрических потерь выражением.Затухание в результате поглощения определяется отношением потерь в световоде Рп к удвоенному значению полной мощности Р, распространяющейся по волоконному световоду. Учитывая, что Рп=GU2, Р=U2/Z, получим:,где U - напряжение;G- проводимость материала световода;Z - волновое сопротивление световода.Так как , а , получим:Выражая через комплексный показатель преломления, получаемЕсли коэффициент преломления имеет действительное значение n=nд, то =0 и потери на поглощение отсутствуют.Из формул видно, что частотная зависимость затухания в результате поглощения имеет линейный характер при постоянных значениях n.Невозможно избежать поглощения света в стекловолокнах. Даже чистейший кварц сильно поглощает свет на определенных длинах волн. Так, например, на длинах волн меньших 1,3 мкм имеет место ультрафиолетовое поглощение, а на длинах волн, больших 1,3 мкм - инфракрасное поглощение, которое с увеличением длины волны растет и около 1,6 мкм становится настолько значительным, что и является тем фактором, которое ограничивает применение кварцевых волокон для длин волн больше приведенной.Для изменения показателя преломления волокна используются различные легирующие добавки.Некоторые из них, например, бор (В2О3) имеют большее естественное поглощение, а некоторые, например, германий (GeO2) - меньшее. В настоящее время при производстве стекловолокон используют легирующие добавки с низкими потерями на поглощение.На ранних этапах развития оптических волокон большую часть примесей составляли ионы металлов. Но в настоящее время эти примеси существенно малы в современных высококачественных волокнах, и единственной оставшейся значительной примесью является гидроксильная группа ОН. На длине волны 2,73 мкм вследствие теплового движения в этой группе атомов водорода и кислорода возникают резонансные явления, которые вызывают максимальное поглощение в стекловолокне. И если указанный пик поглощения находится вне рабочего диапазона длин волн кварцевого стекловолокна, то сопутствующие гармоники оказывают непосредственное воздействие на волокна в диапазоне длин волн от 0,7 до 1,6 мкм и вызывают три пика поглощения.Рассеяние света в волоконном световоде в основном обусловлено наличием в материале сердечника мельчайших (около одной десятой доли длины волны) случайных неоднородностей.При рассеянии света в волокне лучи расходятся в новых направлениях, часть из которых имеет меньший угол падения, чем угол полного внутреннего отражения. Одни лучи, при этом, покидают сердечник и уходят в оболочку, а другие остаются в сердечнике, но распространяются обратно к источнику излучения.Такое рассеяние присутствует в любом волоконном световоде и получило название Релеевского рассеяния.Затухание на рассеяние рассчитывается по формуле:где С - коэффициент релеевского рассеяния;К - постоянная Больцмана;Т - температура перехода; - сжимаемость.Даже при отсутствии легирующих добавок чистое кварцевое стекло имеет коэффициент релеевского рассеяния С=0,75 мкм4дБ/км. Легирующие добавки, которые необходимы для изменения показателя преломления сердечника световода, увеличивают степень неоднородности стекла. Поэтому, чем больше , тем больше потери вследствие релеевского рассеяния.Так для многомодового градиентного стекловолокна, легированного германием и фосфором, коэффициент релеевского рассеяния рассчитывается по формуле:, мкм4дБ/км.Это означает, что при =1% на длине волны 1,31 мкм величина потерь вследствие релеевксого рассеяния для многомодового градиентного световода составляет 0,39 дБ/км.К кабельным потерям относятся...
Другие файлы:
Затухание световодных трактов
Оптические потери и затухание передаваемой энергии как важнейшие параметры световода. Рассеяние света в волоконном световоде. Общее понятие про релеев...
Затухание ЭМВ при распространении в средах с конечной проводимостью
Нормирование и измерение параметров фидеров проводного вещания
В "Правилах технической эксплуатации сетей проводного вещания (ПВ)" (ПТЭ) и в ведомственном "Положении о контроле и измерениях трактов ПВ МГРС" указыв...
Ультразвуковые сканеры
Ультразвуковые аппараты для интроскопии в литературе встречаются под разными названиями: эхоскопы, эхотомоскопы, УЗ сканеры. Первое и второе названия...
Оптоволоконные системы в телекоммуникациях
Конструкция волоконно-оптического кабеля. Распространение различных мод по оптоволокну. Лучевой подход распределения света по оптическому волокну. Зат...
