3.3 Расчет параметров одномодового оптического волокна

Выбираем для одномодового оптического волокна на длине волны 1.55 мкм сердцевину из кварца с показателем преломления n1=1.4469, а светоотражающую оболочку – из кварца с добавлением фтора (99%SiO2+1%F), с коэффициентом преломления n2=1.4396.

()

2а=8 мкм

Условие (1) для одмодового режима работы выполнено. Общая хроматическая дисперсия:

Все источники ИОИ не являются монохромотичными. В одномодовых оптических волокнах хроматическая дисперсия является основной в протяженных линиях связи. Она обусловлена дисперсионными свойствами среды. Волновая дисперсия обусловлена зависимостью постоянной распространения от технологических и конструктивных режимов и размеров оптического волокна. Волноводная и материальная дисперсия имеют разный характер зависимости от длины волны: волноводная дисперсия с ростом длины волны возрастает, не меняя знака, материальная дисперсия сростом длины волны носит падающий характер с изменением знака

где - коэффициенты материальной и волновой дисперсии

=-0.0026

=0.0028

Для полупроводникового лазера с длиной Δλ=1 нм:

Расчет коэффициента затухания.

Различают внутренние (фундаментальные) и внешние (конструктивные, технологические) потери. К внутренним относят потери, обусловленные поглощением и рассеиванием.

Различают собственное и примесное поглощение в оптических волокнах. Примесное поглощение обусловлено наличием примесей в материале сердцевины. Наиболее опасными являются: ОН и ионы переходных металлов: Fe²⁺, Cr³⁺, V²⁺, Mo³⁺. Для исключения влияния примесей на потери в волокне необходимо тщательно контролировать технологический процесс изготовления высоко прозрачной заготовки. За счет высоких технологий и контроля примесей, практически исключено влияние примесей переходных металлов. Основной проблемой оставалось удаление: ионы гидроксида ОН находятся в материале сердцевины волокна. Для кварца характерен резонансный пик поглощения на длине волны 1,55 мкм. Сейчас удалось значительно снизить потери за счет гидроксида путем тщательной очистки материала.

Собственное поглощение в оптических волокнах обусловлено ионным и электронным резонансами. Наиболее предпочтительным материалом для оптического волокна является кварц с примесями окиси германия, так как собственная резонансная частота наиболее далеко отстоит от рабочего диапазона волн.

Потери на поглащение:

дБ/км