ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Одномодовое оптическое волокно из "Оптические кабели Конструкции характеристики производство и применение Изд2" Волновая дисперсия зависит от профиля показателя преломления, ее значения положительны в одномодовой области изменения параметра V (характеристический параметр ОВ, нормированная частота). За границей одномодовой области при V = 2,9 волновая дисперсия проходит через нуль и становится отрицательной. Она достигает минимума при —4,51. [c.81] Дисперсия материала с хорошими оптическими свойствами обычно положительна в длинноволновой области и проходит через нуль для плавленого кварца на длине волны Х,о = 1,28 мкм. [c.81] В нормальных условиях материальная дисперсия преобладает над волновой дисперсией. Обе компоненты могут иметь противоположный знак и различаются зависимостью от длины волны, что позволяет изменить общую дисперсию волокна. Небольшое увеличение волновой дисперсии при увеличении длины волны происходит из-за увеличения части мощности, распространяющейся в оболочке с низким показателем преломления, расположенной вокруг легированной сердцевины ОВ. [c.81] Одномодовые ОВ без сохранения поляризации излучения имеют еще один недостаток —ширина окна с низкой дисперсией не только ограничена, но и не согласуется с окном наименьших потерь. Для плавленого кварца минимум потерь соответствует длине волны 1,55 мкм (рис. 4.3). Разработаны способы согласования в одномодовых ОВ областей с низкой дисперсией и минимальными потерями [28]. [c.81] Наклон (касательная к кривой) дисперсии при X,, соответствующей минимальной дисперсии материала на Х,о = 1,28 мкм, составляет примерно 0,09 пс/(нм км) для депрессированного и согласованного волокон. Эта величина относительно нечувствительна к изменениям конструкции и профиля показателя преломления. [c.83] Одномодовые ОВ с депрессированной оболочкой имеют преимущество перед волокнами с согласованной оптической оболочкой. Они работают при более высоком значении V и имеют меньший диаметр модового пятна, обладают более высокой стойкостью к изгибающим и раздавливающим нагрузкам. [c.83] Одномодовые ОВ со смещенной дисперсией имеют наименьшие потери на Х,= 1,55 мкм и максимальные—на Х,я 1,31 мкм. Этого достигают увеличением показателя преломления сердцевины или созданием профиля показателя преломления сердцевины, близкого к треугольному. Треугольный профиль придает самофокусирующие свойства и удерживает распространяющиеся лучи в небольшом объеме. Так как волновая дисперсия становится больше с уменьшением модового пятна, то при треугольном профиле п можно иметь больший диаметр сердцевины, чем для волокна со ступенчатым распределением показателя преломления при равном значении дисперсии. Это позволяет сдвинуть значение дисперсии, равное нулю, к Х,= 1,55 мкм. [c.85] Для треугольного профиля показателя преломления оптимальными являются 0,8 % Аи 1 %. [c.85] Собственные потери в ОВ могут быть уменьшены путем уменьшения концентрации легирующей добавки германия и применения фтора для уменьшения 2 при сохранении Ап постоянной. ОВ со смещенной дисперсией слабонаправленные, поэтому они должны иметь толстую оболочку для предотвращения утечки мощности. [c.86] Одномодовые ОВ со сглаженной (выровненной) дисперсией (табл. 4.2) изготовляют путем создания депрессированного кольца в оптической оболочке вокруг сердцевины. Этот тип ОВ теперь известен как ОВ У-типа или одномодовое ОВ с двойной оптической оболочкой фРЗМХ) (рис. 4.4, н). Дисперсия ОВ вблизи Х,= 1,3 мкм приблизительно соответствует дисперсии обычного одномодового ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления. Однако с увеличением длины волны распространяющийся свет проникает в депрессированное кольцо профиля вокруг сердцевины, что приводит к прогрессирующему увеличению волновой дисперсии в длинноволновой области. Это может компенсировать материальную дисперсию в широком интервале длин волн. [c.86] Оптические волокна с более чем двумя оптическими оболочками в значительной мере снижают потери от утечки оптической мощности. Примером могут служить ОВ с квадруполь-ными оболочками (Р-структура). При этом сердцевина и первая (внутренняя) оптическая оболочка используются для снижения дисперсии, в то время как вторая, третья и четвертая оболочки могут быть использованы для уменьщения потерь в длинноволновой области. Для таких ОВ коэффициент щирокополосности превыщает 10 ГГц-км вблизи минимума дисперсии и остается выще 50 ГГц-км во всем спектре от 1,31 до 1,6 мкм даже для источника излучения со спектральной шириной 2 нм. Допуск на размеры диаметра и профиля показателя преломления не должен превышать 5%. Минимальные потери 0,3 дБ/км достигаются для квадрупольной структуры на Х,= 1,52 мкм. [c.88] Одномодовые ОВ без сохранения поляризации излучения нашли широкое применение для создания высокоскоросгных систем связи (от 140 Мбит/с до 20 Гбит/с). При этом длина регенерационного участка может достигать 80 км. [c.88] ТО преобразование мод благодаря этой составляющей может оказаться достаточно большим. [c.90] Анизотропия формы одномодового ОВ вызвана созданием ОВ с эллиптичной сердцевиной (рис. 4.8, а). [c.90] Эллиптическая внутренняя оболочка из-за термоупругих напряжений, вызванных наличием ДТКЛР, создает анизотропию диэлектрической проницаемости в поперечном сечении сердцевины О В, воздействуя на нее вдоль малой и большой осей эллипса. Максимальный показатель преломления наблюдается вдоль более короткой оси, а минимальный вдоль длинной оси эллипса. Линейно поляризованная мода, направленная вдоль большой оси эллипса, оказывается более замедленной. [c.91] Анизотропия диэлектрической проницаемости может встречаться не только в поперечном сечении ОВ, но и вдоль его оси. [c.92] В световоде осев1ая анизотропия, возникающая в процессе его изготовления при вытяжке из заготовок, довольно слаба. Продольная составляющая поля моды весьма мала по сравнению с поперечными составляющими. Поэтому влияние продольной анизотропии показателя преломления на постоянные распространения мод в ОВ слабее, чем влияние поперечной анизотропии показателя преломления или анизотропии формы, и этим влиянием можно пренебречь [36]. [c.92] Вернуться к основной статье