Потери в одномодовых волокнах

В — возвращаемые потери для одномодового волокна (дБ) Е [c.165]

Кривые характеризуют экспериментально измеренные потери в одномодовом кварцевом волокне длиной 2,2 км. легированном германием и имеющим Л 0.0019. Они определяют также вклад различных источников потерь [c.79]

Новейшие одномодовые волокна имеют структуру, которая позволяет достигать низких потерь и малой дисперсии на одной и той же длине волны. Таким образом, у системы появляется возможность работать на больших скоростях и на более дальние расстояния. Волокна со сдвигом дисперсии имеют структуру, позволяющую сдвинуть значение длины волны с нулевой дисперсией, обычно с 1300 к 1550 нм. Производятся также волокна с плоским профилем дисперсионной зависимости от длины волны, которые имеют низкую дисперсию в широком диапазоне длин волн. [c.57]

Затуханием называется потеря оптической энергии по мере движения света по волокну. Измеряемое в децибелах на километр, оно изменяется от 300 дБ/км для пластикового волокна до примерно 0.21 дБ/км для одномодового волокна. [c.67]

Потери в одномодовых волокнах [c.159]

Рассмотренные эффекты, кроме того, иллюстрируют рис. 5.13, который подтверждает, что вполне возможно создать одномодовое волокно, в котором минимум дисперсии будет совпадать с минимумом потерь в области 1,55 мкм. Рисунок 5.14 дает представление о некоторых опубликованных экспериментальных результатах, полученных с таким волокном. Длительность импульса увеличилась с 0,38 до 0,40 не после прохождения по волокну длиной 20 км. Временная дисперсия волокна менее 10 пс/км, а произведение полосы пропускания волокна на расстояние более 50 ГГц- км. Однако имеет место увеличение потерь в волокнах, изготовленных рассмотренным образом. Дело в том, что увеличение А требует высоких степеней легирования, а это, вероятно, увеличивает поглощение инфракрасной области и расширяет область рэлеевского рассеяния. Возможное уменьшение V увеличивает потери от микроизгибов и волноводные потери, рассмотренные в 6.6. В результате потери в таком волокне остаются иа уровне потерь лучших волокон, рассчитанных на длину волиы 1,3 мкм. [c.145]

В одномодовых волокнах волноводные потери и потери от микроизгибов имеют место тогда, когда наблюдается взаимодействие между световодной модой ЬРц,, имеющей постоянную распространения и модами с постоянной распространения Ра- Чтобы предотвратить это взаимодействие, необходимо поддерживать минимальную длину пространственной волны Л , создаваемую любыми достаточно протяженными неоднородностями, т. е. обеспечить выполнение условия [c.186]

Возможности таких волоконных световодов с низкими потерями привели не только к революции в области волоконно-оптической связи [14-17], но и к возникновению новой области науки-нелинейной волоконной оптики. Первые нелинейные явления (вынужденное комбинационное рассеяние и рассеяние Мандельштама-Бриллюэна) были экспериментально [18, 19] и теоретически [20] исследованы в одномодовых волоконных световодах еще в 1972 г. Эти работы стимулировали изучение других нелинейных явлений-оптически индуцированного двулучепреломления [21], параметрического четырехфотонного смешения [22, 23], фазовой самомодуляции [24, 25]. Важный результат был получен в 1973 г., когда было теоретически показано, что в оптических волокнах могут существовать солитоно-подобные импульсы, которые обусловлены совместным действием эффектов дисперсии и нелинейности [26]. Оптические солитоны позже наблюдались в эксперименте [27]. Их использование привело к большим успехам в области генерации и управления параметрами ультракоротких оптических импульсов [28-32]. В равной степени важное развитие получило использование оптических волокон для сжатия импульсов [33-36]. Были получены импульсы длительностью [c.10]

Потери в световоде зависят от длины волны света. На рис. 1.3 представлен спектр потерь в современном одномодовом волоконном световоде, изготов.пенном по M VD-методу [54]. Волокно имеет минимальные потери 0,2 дБ/км вблизи длины волны 1,55 мкм. Потери значительно возрастают с уменьщением длины волны, достигая уровня 1-10 дБ/км в видимой области спектра. Отметим, однако, что даже при потерях 10 дБ/км постоянная затухания не выше а 210 см . По сравнению с большинством других материалов это чрезвычайно низкая величина. [c.13]

Характеристическое уравнение (2.2.9) позволяет определить величины К-параметра отсечки разных мод. Эта довольно сложная процедура описана во многих работах [4. 5], Мы будем главным образом рассматривать одномодовые световоды, поэтому ограничимся обсуждением только условия отсечки, при котором волокно может поддерживать только одну моду, В одномодовых световодах поддерживается только НE -мom, называемая основной модой. Все другие находятся за пределами отсечки, если параметр V < где К -наименьший корень уравнения J(,(FJ = 0 или 2,405. При изготовлении волокон значение Vявляется критическим параметром. Если становится малым, то увеличиваются потери на микро- [c.38]

В разд. 8.6 мы показали, каким образом волокно со ступенчатым профилем показателя преломления может работать в одномодовом режиме, т. е. направлять только две вырожденные ортогонально-поляризованные волны, соответствующие моде (LP) )j при условии, что нормированная частота V удовлетворяет неравенству (8.6.13). В области длин волн 1,2—1,6 мкм, в которой кварцевые волокна характеризуются малыми потерями и слабой хроматической дисперсией (см. разд. 8.13 и 8.14), одномодовые волокна имеют большие потенциальные возможности для ультраширокополосной оптической связи, что побуждает заняться детальным изучением их характеристик распространения. Однако это изучение не может ограничиваться рассмотрением волокон со ступенчатым профилем показателя преломления, для [c.596]

Замечательные характеристики волокон с очень низкими потерями привели к возможности создания широкополосных передающих систем дальнего действия. Необычайная протяженность этих систем позволяет исследовать нелинейные явления, возникающие при распространении излучения в световодах. Кроме большой длины взаимодействия для проявления нелинейности оказывается существенным наличие малого диаметра у сердцевины, что имеет место в одномодовых волоконных световодах, а также использование узкополосных одночастотных лазеров. В частности, произведение длины волокна Ь на интенсивность Р/(7га ), где Р — входная мощность, а а — радиус сердцевины, может стать достаточно большим по сравнению с характерной интенсивностью при нелинейном распространении в простран-ственно-неограниченной среде. Таким образом, низкая нелинейная восприимчивость кварцевого стекла при относительно малой мощности компенсируется большой протяженностью волокна. [c.621]

Каким бы длинным ни был отрезок отдельного волокна, никакая система связи не может обойтись без необходимости соединения волокон между собой и использования для этой цели специальных устройств. Сразу определим различия между постоянным соединением или сростком, и разъемным соединительным устройством, или оптическим разъемом. Сращивание волокон потребуется при прокладке кабе ля или при его эксплуатации, если кабель окажется поврежденным, а его волокна сломанными. Разъемные соединительные устройства обычно используются в оконечной аппаратуре. По-видимому, источники излучения и фотодетекторы будут постоянно соединены с коротким отрезком волокна и, таким образом, могут подключаться к ВОЛС с помощью стандартного соединительного устройства. Это позволяет раздельно испытывать источники излучения и фотодетекторы и в случае необходимости производить их замену. Сростки и оптические разъемы могут потребоваться как для соединения отдельных волокон, так н одновременного соединения многих волокон, уложенных в кабель. Каждый сросток или разъем будет вносить дополнительные потери, и необходимость минимизации этих потерь приводит к жестким допускам на рассогласование волокон при их соединении. Рассогласование волокон возникает из-за имеющихся в соединяемых волокнах различий в числовой апертуре (Ап), профиле показателя преломления, диаметре сердцевины или ошибок во взаимной ориентации волокон, при их соединении. Эти допуски в самом деле очень жесткие, особенно для одномодовых волокон, у которых диаметр сердцевины составляет 5. .. 10 мкм. Обычно сдвиг соединяемых волокон относительно друг друга приводит к значительно более серьезным последствиям, чем их рассогласование по углу или (в случае разъемов) наличие зазора между торцами. Это хорошо видно на рис. 4.9, где приведены результаты измерений дополнительных потерь при соединении градиентных волокон. [c.107]

Оно может быть достигнуто увеличением pa6o4eft длины юлиы,. уменьшением диаметра сердцевины или умеиьшение.м разности показателей преломления между сердцевиной и оболочкой. Длина юлиы обычно выбирается из других соображений и, несмотря на то, что общепринято использовать малые значения Ап, лежащие в области-0,002, любое дальнейшее уменьшение Ап сделало бы волокно очень чувствительным к потерям на изгиб, как это отмечалось в 3.1.3. Поэтому по порядку величины полученные размеры одномодового волокна равны приведенным на рис. 2.Э, е. Если принять X = 0,85 мкм, п - = 1,46 и Лп = 0,002, то условие (5.5.1) обеспечения работы волокна в одномодовом режиме преобразуется к виду [c.141]

V уменьшается от 2 до 1. Как можно видеть из рис. 5.11, при таком значении нормированной частоты в оболочке переносится около 70 % общей мощности. Фактически уменьшение диаметра сердцевины приводит к расширению поперечного сечения объема, занимаемого электромагнитной волной. При 1 плотность мощности в волокне уменьшается приблизительно до 1/е от своего максимального значения при радиусе сердцевины около За. Чтобы сделать все волокно с таким низким значением V, придется согласиться с большим затуханием из-за возрастания потерь от изгибов и микроизгибов. Было высказано предположение, что ля уменьшения V диаметр сердцевины можно уменьшать лишь в непосредственной близости от места соединения юлокон. Хотя при этом поперечная юстировка соединяемых волокон и облегчается, однако угловая усложняется, что затрудняет замену волокон. По сравнению с многомодовыми, одномодовые волокна менее чувствительны к потерям, обусловленным малыми локальными смещениями сердцевины, но, с другой стороны, они более избирательны к длине волны если значение V увеличивается выше 2,4, они становятся многомодовыми если оно уменьшается ниже 1,5, увеличивается сечение пучка света в волокне по причинам, которые только что были рассмотрены. Разумеется, работа в области дисперсионного минимума в любом случае потребует строгого контроля и управления длиной волны источника излучения. По-видимому, ни одна из трудностей не является непреодолимой и представляется вероятным предположение, что одномодовые волокна найдут применение на протяженных линиях передачи, когда требуется очень широкая полоса пропускания. Конкретным примером этого могут служить подводные кабели. [c.147]

Чтобы сместить дисперсионный минимум в область 1,5 или 1,6 мкм, можно спроектировать волокна с достаточной волноводной дисперсией, однако такие волокна будут иметь потери, сходные с потерями обычных одномодовых волокон на длине юлны 1,3 мкм. [c.149]

Чтобы проиллюстрировать наше рассмотрение, мы использовали некоторые упрощающие предположения и рассчитали расстояния между ретрансляторами, получаемые при различных скоростях передачи данных, для ряда гипотетических систем. Результаты представлены на рис. 3.6 и 3.7. Расчеты выполнены для ступенчатого, градиентного и одномодового волокон и длин волн излучения 0,9 1,3 и 1,55. мкм. Рассмотрены как лазерные источники, так и светодиоды, а для полноты картины приводятся также результаты расчетов для полимерных волокон с кварцевой оболочкой, описываемых в 3.4. Последние расчеты сделаны для случая, когда потери равны 20 дБ/км, а дисперсия составляет 100 нс/км. Межмодовая дисперсия для ступенчатого градиентного и одномодового волокон принята равной-соответственно 10, 0,5 и О НС/ КМ. Характерные значения материальной дисперсии и потерь взяты для высококачественных волокон из кварца, легированного германием, из графиков, приведенных иа рис. 2.13, б, 3.2 и 3.3. С небольшой поправкой на увеличение потерь при укладке кабеля и сращивания волокна затухание принято равным 2,0дБ/км на длине волны 0,9 мкм, а материальная дисперсия 70 пс,(км-нм). На длине волны 1,3 мкм эти величины соответственно равны 1,0 дБ/км и 2 пс/ (км- им), а на 1,55 мкм — 0,5 дБ/км и 20 пс/(км- нм). Общая днспер-сия определена как результат сложения среднеквадратических зиа- [c.85]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...