Рефераты / Технология /

Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

1 Основные параметры и характеристики оптического волокна

Качество ОК проверяется с использованием общепринятых методов измерений. Требуется установить стандарты на параметры ОВ и соответствующие методы измерения. На европейском уровне за разработку таких стандартов отвечает Рабочая группа 28 Комитета по электронным компонентам CENELEC, на всемирном уровне - Технический комитет 86 Международной электротехнической комиссии.

1.1 Апертура волоконного световода

Апертура это угол между оптической осью и одной из образующих светового конуса, попадающего в торец волоконного световода, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения [3]. Учитывая, что в световоде границей раздела сред сердцевина оболочка являются прозрачные стёкла, возможно, не только отражение оптического луча, но и проникновение его в оболочку. Для предотвращения перехода энергии в оболочку и излучения в окружающее пространство необходимо соблюдать условие полного внутреннего отражения и апертуру. Известно, что при переходе из среды с большей плотностью в среду с меньшей плотностью, то есть при n1>n2, волна при определённом угле падения полностью отражается и не переходит в другую среду. Угол падения начиная с которого вся энергия отражается от границы раздела сред, при wp=в, называется углом полного внутреннего отражения:

, (1.1.1)

где m и e - соответственно магнитная и диэлектрическая проницаемости сердечника(m1,e1) и оболочки (m2,e2).При wp> преломлённый луч проходит вдоль границы раздела сердцевина - оболочка и не излучается в окружающее пространство. При wp>в энергия, поступившая в сердечник, полностью отражается и распространяется по световоду. Чем больше угол падения волны, wp>в в пределах от в до 90 градусов, тем лучше условия распространения и тем быстрее волна придёт к приёмному концу. В этом случае вся энергия концентрируется в сердечнике световода и практически не излучается в окружающую среду. При падении луча под углом, меньшим угла полного отражения, wp<в , энергия проникает в оболочку, излучается во внешнее пространство и передача по световоду неэффективна. Режим полного внутреннего отражения предопределяет условие подачи света на входной торец волоконного световода. Световод пропускает лишь свет, заключённый в пределах телесного угла а, величина которого обусловлена углом полного внутреннего отражения в. Этот телесный угол а характеризуется числовой апертурой:

NA=sin а=(n12 - n22)1/2, (1.1.2)

Между углами полного внутреннего отражения в и апертурным углом падения луча а имеется взаимосвязь. Чем больше угол в , тем меньше апертура волокна а . Следует стремится к тому, чтобы угол падения луча на границу сердечник - оболочка wp был больше угла полного внутреннего отражения в и находился в пределах от в до 90 градусов, а угол ввода луча в торец световода w укладывался и апертурный угол а (w<а). В действующих технических условиях NA=0,2.

1.2 Критические длины волн и частоты

Световоды, как и волноводы, имеют частоту отсечки (критическую частоту f0), и по ним возможна передача лишь волн длиной меньше диаметра сердцевины световода (
g12+g22=k12 - k22=k0(n12 - n22), (1.2.1)

где k0=2 pi/=2 pi f/c; g12=k12 -b2 -поперечная составляющая волнового числа сердцевины; k1=2 pi/ - волновое число сердцевины; b - коэффициент распространения в световоде Для определения
Не нашли нужную работу? Закажи реферат, курсовую, диплом на заказ

Рисунок 1.2.1 - Распространение волны в волоконном световоде для частот: а - очень высоких; б - менее высоких; в - критических

1.3 Нормированная частота

Важнейшим обобщённым параметром волоконного световода, используемым для оценки его свойств, является нормированная частота V .Она получается суммированием аргументов цилиндрических функций [3] для сердцевины (g1 a) и оболочки (g2 a):

V=((g1 a)2 - (g2 a)2)1/2=((k12 - b2)+(b2 - k22))2=(k12- k22)1/2=2 pi a(n12 - n22)1/2/, (1.3.1)

где a - радиус сердцевины оболочки; n1 - показатель преломления сердцевины; n2 - то же, оболочки В таблице 1.3.1 приведены значения нормированной частоты V при различных радиусах сердцевины волокна a, длины волн (n1=1,51). Из таблицы видно, что с увеличением радиуса сердцевины волокна величина V растёт, а с увеличением уменьшается.

Таблица 1.3.1- Нормированная частота Значения V, при a, мкм , мкм452550n2

, мкм1,491,51,491,51,491,51,491,50,857,245,19,056,245,232,190,563,091,006,154,27,695,238,527,176,954,31,304,733,25,924,129,321,459,241,81,553,972,74,963,425,217,649,635,1Выше показано, что при критической частоте g22=b2 - k22=0. Тогда b=0 для b/k=n2 ,где k=2 pi/. Значение нормированной частоты отсечки соответствует точке пересечения каждой кривой с осью V. В этом случае b/k=n2 поле излучается из световода и процесс распространения прекращается. Из рисунка видно, что только одна одномодовая волна HE11 не имеет критической частоты. Для неё нормированная частота находится в пределах 0
1.4 Число мод

Существующие конструкции

скачать реферат

---

1 2 3 4 ...    последняя