Геометрические параметры волокна

Основными геометрическими параметрами ОВ являются: диаметр сердцевины, диаметр оболочки, диаметр защитного покрытия, эллиптичность сердцевины и оболочки и не концентричность сердцевины и оболочки.

Одномодовые ОВ со ступенчатым показателем преломления 125/8 мкм

Одномодовые ОВ со смещенной дисперсией 125/8 мкм

Многомодовые ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления 140/120 мкм, 240/200 мкм

Многомодовые ОВ с градиентным показателем преломления 125/50 мкм, 125/62,5 мкм, 125/85 мкм

Одним из важных параметров является относительная разность показателей преломления

Эллиптичность (некруглость)

Не концентричность

Оптические параметры волокна

Числовая аппретура напрямую связана с максимальным углом вводимого в волокно излучения. Определяется, как: ;

Для градиентного ОВ с параболическим показателем преломления используют определение эффективная (локальная) аппертура:

определяет условия ввода оптического сигнала в оптическое волокно

Нормированная частота

– величина определяется, как

Где d – диаметр сердцевины волокна. Определяет число мод, распространяющихся в волокне.

Количество мод распространяющихся в волокне:

, где - нормированная частота

Номенклатура МОД низких порядков

Нормированная частота,	Число мод,	Тип мод
0 2,405	1	– основная мода
2,405 3,892	4	,
3,892 5,136	7	, ,
5,136 5,52	9	…,
5,52 6,38	12	…, ,
6,38 7,02	14	…,
7,02 7,59	17	…,
7,59 8,49	19	…,

Оптические параметры ов

Основными оптическими параметрами волокна являются:

• относительная разность показателей преломления (Δ);

• числовая апертура(NА);

• нормированная частота (v);

• число распространяющихся мод (М);

• диаметр модового поля (d_мп);

• длина волны отсечки (критическая длина волны λ_кр).

Относительная разность показателей преломления. Относительная разность ПП сердцевины и оболочки ОВ определяется выражением (2.12).

Числовая апертура. Одной из основных характеристик, определяющих условия ввода оптических сигналов и процессы их распространения в ОВ, является числовая апертура, определяемая для:

• оптических волокон со ступенчатым ППП

(3)

• оптического волокна с градиентным профилем ППП

(4)

В градиентных ОВ используется понятие локальной числовой апертуры. Ее значение

максимально на оси волокна и равно 0 на границе раздела сердцевина — оболочка.

Нормированная частота. Этот параметр, определяющий число мод, равен:

(5)

где λ — длина волны, мкм.

Если 0<v<2,405, то режим работы волокна одномодовый, если v>2,405 — многомодовый. Чем меньше диаметр сердцевины ОВ, тем меньшее число мод может распространяться по нему и тем меньшее расширение получают оптические импульсы. Соответственно увеличивается коэффициент широкополосности ОВ. Таким образом, одномодовое (ООВ) может передавать более широкополосные сигналы, чем многомодовое (МОВ).

Число мод в многомодовом оптическом волокне. Общее число мод в МОВ с диаметром сердцевины 2а, заданной числовой апертурой на рабочей длине волны λ определяется через нормированную частоту выражением вида:

(6)

В расчетах М может оказаться дробным числом, в то время как число мод в волокне бывает только целым и составляет от одной до тысячи мод. В волокне с градиентным ППП и теми же значениями диаметра сердцевины, показателей преломления п₁ и п₂ число мод примерно в 2 раза меньше, чем в ОВ со ступенчатым ППП. Количество мод (с учетом всех вырожденных мод) в случае ступенчатого ППП (2.2) определяется выражением вида:

(7)

где u — показатель степени, описывающий изменения ППП.