5. Оптические характеристики ов (na, V, кр)

Числовая апертура – характеризует эффективность ввода излучения в волокно NA=

Нормированная частота – используется для оценки свойств оптического волокна, который связывает его структурные параметры и длину световой волны, распрострастраняющейся в волокне. V=

Критическая длинна волны – такая длинна волны, больше которой передача электромагнитных волн в данной ВС не возможно.

6. Числовая апертура ов (апертурный угол)

Сердцевина и оболочка волокна выполнены из прозрачного для света материала, поэтому лучи могут проникать из сердцевины к оболочке, следовательно, потери. Чтобы не было потерь нужно обеспечить распространение света только по сердцевине, это возможно только при полном внутреннем отражении. Апертурный угол – угол между осью ОВ и одной из образующих светового конуса, при котором выполняется условие полного внутреннего отражения. Максимально возможный угол ввода – входной угловой апертурный угол (зависит только от n_{1 ­}и n₂). Синус входной угловой апертуры – числовая апертура световода (NA).

7. Типы оптических волокон. Апертура и её расчет.

Если сердцевина световода имеет постоянное по радиусу зна­чение показателя преломления, то такие световоды называются световоды со ступенчатым профилем показателя преломления.

Если показатель преломления от центра к краю изменяется не ступенчато, a плавно, то такие световоды называются световодами c градиентным профелем показателя преломления, или градиентными световодами.

10. Многомодовый режим работы световодов. Типы и число мод в многомодовых световодах.

Работа волоконных световодов – это, обычно, режим работы ВС, который характеризуется обобщенным параметром V (нормированная частота). При очень высоких частотах в ВС почти вся энергия поля концентрируется внутри сердцевины волокна. С уменьшением частоты происходит перераспределение поля и оно переходит в окружающее пространство. При определенной частоте (критической) поле больше не распространяется вдоль световода. Каждая мода имеет нормированную частоту, которая определяет область ее существования, при частоте V меньше Vкр волна по сердцевине не распространяется, ее область существования определяется V больше Vкр. Если V меньше 2.405 – одномодовый режим работы, если V больше или равно 2.405 – многомодовый режим работы. Критическая волна определяется . Pпм – значение корней функции Бесселя для различных типов волн.

11. Преимущества и недостатки одно - и многомодовых ов.

Многомодовые ОВ используются только на коротких расстояниях (до 1 км, максимум 1.5 км).

12. Собственное затухание оптических волокон. Окна прозрачности.

Связь по волоконно-оптическим кабелям эффективна не на всех длинах волн, a только в определенных участках спектра, где достигаются минимальные потери. Области минимальных потерь получили нaзвание окон прозрачности (рис. 4.6).

Для кварцевых световодов практический интерес представляют три окна прозрачности, перечисленные в табл. 4.2. Характеристики полупроводниковых излучателей и фотоприемников оптимизированы для работы в этик окнах.

Из табл. 4.2 видно, что переход из первого во второе окно про­зрачности дает существенный выигрыш по величине затухания, тогда как работа в третьем окне большого выигрыша в величине потерь не приносит. C другой стороны, по мере увеличения рабо­чей длины волны начинает быстро расти стоимость активных оптоэлектронных компонентов. Исходя из этих двух обстоятельств, в технике локальных сетей, где из-за сравнительно малой протя­женности кабельных трасс стоимость оконечной аппаратуры от­носительно велика, в подавляющем большинстве случаев исполь­зуют первое и второе окна прозрачности. Линии дальней связи, стоимость которых определяется в первую очередь длиной участ­ка регенерации, работают в основном во втором и третьем окнах прозрачности, где кроме низкого затухания достигается также малая величина дисперсии.