Многомодовые и одномодовые оптические волокна

Световод с градиентным изменением ПП, В них световые волны/моды изменяют направление распространения, т.е. имеет место рефракция светового сигнала. В них дисперсия сигнала существенно меньше. А сами моды (волны) более высокого порядка распространяются в световоде по винтообразным траекториям.

Световод со ступенчатым ПП В нем распространяется несколько световых волн/мод. Каждая мода проходит разное расстояние оптического пути и поэтому проходит всю длину световода за разное время. Поэтому имеет место уширение сигнала. Так как ПП зависит от длины волны света, то имеет место еще и дисперсия света . Одномодовый световод - может распространятся только одна волна/мода

Минимальная длина волны, при которой волокно поддерживает только одну распространяемую моду, называется длиной волны отсечки. Этот параметр характерен для одномодового волокна.

Потери света в волоконных световодах происходят :

1.На химических связях атомов стекла. Электроны поглощают коротко волновое излучение Е=hν=hс/λ .

2.На локальных неоднородностях стекла, соответствующие изменениям показателя преломления, происходит рассеивание света. В честь открывателя этого явления лорда Рэлея оно называется рэлеевским рассеиванием . Т.е. это рассеяние света на объектах, размеры которых меньше его длины волны. И, соответственно, рассеивание света больше для более длинных волн.

3.На колебательных движениях атомов происходит поглощение света в более длинноволновой его области.

Электронное поглощение, рэлеевское рассеяние и колебательное поглощение считаются собственными видами оптических потерь, поскольку они присущи самому материалу

К несобственным потерям относятся те, которые вызваны поглощением примесями, рассеянием на больших включениях или пустотах, а также потери за счет непостоянства диаметра световода по его длине и отклонений от требуемых значений показателя преломления по сечению световода.

Суммарные потери мощности света за счет собственных и несобственных механизмов характеризуются коэффициентом затухания α, выражаемым в децибелах на километр (дБ/км). α= 10 x (Pвх/Рвых) /L,

где Pвх   и  Рвых мощности оптического излучения на входе и выходе волокна, соответственно; L - длина волокна.

При введении в световод длиной 1 км и с коэффициентом затухания 1 дБ/км оптического сигнала мощностью 10 Вт на его выходе будет принят сигнал мощностью 7,9 Вт.

Обычное оконное стекло имеет затухание в несколько тысяч децибел на километр.

Для систем оптической связи необходимо, чтобы оптические потери по всей длине 50-километрового световода не превышали 1 дБ/км. Более протяженные линии связи требуют снижения уровня потерь до 0,01 дБ/км.

Наиболее подходящим с точки зрения магистральных протяженных сетей является окно 1550 нм поскольку в этом диапазоне достигается минимальное затухание сигнала до 0,2 дБ/км

Микроизгибы могут возникать вследствие наличия шероховатости на границе защитно-упрочняющего покрытия волокна и внешней оболочки при сжатии волокна или волоконного кабеля. Помимо микроизгибов к вносимым потерям относятся также потери в местах соединения волокон - как разъемных так и сварных