Жарық өткізгіштің өшулік есебі

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒

Өшуліктер – оптикалық талшықтағы жарық ағынын әлсірету процессі. Өшулікті тудыратын факторлар әртүрлі болуы мүмкін: - жарық жұтуын шақыратын өшу. Материал талшығындағы резонанспен байланысты жарық импульсін жылуға айналдыру түрінде анықталады. Ішкі жұтулар пайда болады (материал талшығымен байланысты) және сыртқы жұтулар (микро қосындылар болады). Қазіргі заманда өндірілетін оптикалық талшықтарда микро қосындылар саны аз болады, сондықтан сыртқы жұтуларды ескермеуге де болады; - сәулелену шашырауымен шақырылатын оптикалық талшықтағы жарықтың өшуі. Шашырау талшықтағы жарық өшуінің негізгі факторы болып табылады. Өшуліктің бұл түрі, ең алдымен оптикалық талшықта қосымшалар болуымен, сондай-ақ, оптикалық талшық өзекшесіндегі ақаулармен байланысты. Аталған қосылулардың бар болуы дұрыс бағытталған траекториядан ауытқып, жарық ағыны оптикалық талшық бойымен таралуына алып келеді. соңында сыну бұрышы артады және жарық ағыны қабықша бөлігі арқылы шығысқа бағытталады. Сондай-ақ, бөгде қоспалардың бар болуы жарық ағыны бөлігінің екінші жағына алып келеді, ол кері шашырау эффекті деп аталады; - оптикалық талшық иілуімен байланысқан жарықтың өшуі. Иілулердің екі түрі бар:

1. микро иілу. Иілудің бұл түрі өндіріс қорытындысындағы талшық өзекшесінің геометриялық параметрлерінің микроскопикалық өзгерістерін тудырады.

2. макро иілу. Иілудің бұл түрі минималды радиусты арттыратын оптикалық талшықтың үлкен иілуін тудырады. Бұл кезде талшық өзекшесінен жарықтың бірнеше бөлігі ғана шығады. Жарық импульсі ешбір бұрмаланусыз таралатын иілу радиусы 10 сантиметрге тең (бір модалы талшықтар). Иілудің минималды радиусының артуы шашырау эффектісінің артуына алып келеді. Өшудің толық коэффициентін анықтау үшін қажет факторлар келесілер: оптикалық сигналдың кірісі мен шығысындағы шығындар, жұту және шашырау шығындары, иілу шығындары мен механикалық бірігулер шығындары. Өшу коэффициенті оптикалық талшыққа берілген қуаттың оптикалық сигнал талшығынан алынған қуатының ара қатынасы түрінде анықталады. Децибелмен (дБ) өлшенеді.

Германий мен фосфор кварц әйнегінің сыну көрсеткішін арттырады,ал бор мен фтор-керісінше азайтады.Өшулік аз болған сайын,талшықта тпралатын сигнал дисперсиясы да аз болады және регенерациялық немесе қайталағыш учаскелер арасындағы қашықтық көп болады. Талшықты жарықтың өшулігіне келесі факторлар әсер етеді:жұтылуға кеткен шығын,шашырауға кеткен шығын,кабельді шығын.Сигналдардың өшулігі.Релелік сейілу-атом бөлшектерінің размері толқын ұзындығынан 1/15 аз болады→а <1/15лямбда.Ми сейілу-атом бөлшектер размері толқын ұзындығынан 1/15 көп болады→а > 1/15лямбда.

Жарық өткізгіштің негізгі параметрлеріне оптикалық жоғалтулар мен берілетін энергияның өшулігі жатады. Бұл шамалар оптикалық кабельмен берілетін байланыстың ұзақтығын және оның тиімділігін анықтайды.

Диэлектрлік поляризациядағы жоғалтулар жұтылу салдарынан болатын өшулікпен байланысты және жарық өткізгіштіктің материалының қасиеттеріне байланысты tg . Жоғалтулар жұтылуы мына формуламен анықталады, дБ/км:

дБ/км, (2.4)

дБ/км

мұндағы 𝜆- толқын ұзындығы; жарықжолдағы диэлектрлік жоғалтулардың тангенс бұрышы

Жайылу кезіндегі өшулік (2.5) формула бойынша есептеледі:

, дБ/км. (2.5)

дБ/км.

мұндағы 𝜆- толқын ұзындығы, мкм; - шашырау коэффициенті, көпмодалы үшін 1,5 Дб/км .

Жалпы жағдайда оптикалық талшықтың өзіндік өшулігінің қосындысы:

(2.6)

дБ/км

мұндағы –1,6 мкм жоғары диапазонда орналасқан инфрақызыл облыстағы өшулік коэффициенті; - бөгде қоспалардың талшықты жарықжолдың материалында болуы себебінен өшулік коэффициенті (көпмодалы үшін шамамен тең 𝜆=1,3 мкм – 0,1 дБ/км

Жарық өткізгіштік тракттың өшулігі жарық өткізгіштік талшықтың өзіндік және қосымша жоғалтуларымен түсіндіріледі. Олар кабельді деп аталады, оптикалық кабельді жасау барысында қаптау және қорғағыш қабықша деформациясы мен жарық өткізгіштің иілгіштігімен ескеріледі. Кабельді жоғалтулар энергияның макро және микроиілулер кезіндегі жоғалтуларымен түсіндіріледі.

Шамамен мына формуламен есептеуге болады