75383

МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОТЕРЬ ИЗ-ЗА НЕСОВЕРШЕНСТВА ВОЛОКНА

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Главная цель производителя оптоволокна получить более точную геометрию волокна. Три параметра как показала практика оказывают наибольшее влияние на характеристики сростка: концентричность сечений сердцевины и оболочки допуск на диаметр оболочки и собственный изгиб волокна. Улучшение этой характеристики при производстве волокна уменьшает шанс неточного расположения сердцевины что способствует получению сростков с меньшими потерями.

Русский

2015-01-12

50 KB

1 чел.

МЕХАНИЗМЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПОТЕРЬ ИЗ-ЗА НЕСОВЕРШЕНСТВА ВОЛОКНА

Геометрия волокна является главным фактором, определяющим потери в сростке и процент удачно выполненных сростков. Главная цель производителя оптоволокна получить более точную геометрию волокна. Волокно, полученное с соблюдением более жестких допусков на его геометрию, легче и быстрее срастить и при этом быть уверенным в высоком качестве сростка и предсказуемости полученных характеристик.

Три параметра (как показала практика) оказывают наибольшее влияние на характеристики сростка: концентричность сечений сердцевины и оболочки, допуск на диаметр оболочки и собственный изгиб волокна.

Концентричность сердцевины и оболочки. Улучшение этой характеристики при производстве волокна уменьшает шанс неточного расположения сердцевины, что способствует получению сростков с меньшими потерями.

Внешний диаметр оболочки. Чем более жесткой является спецификация диаметра оболочки, тем меньше шансов, что партии волокна будут иметь различные диаметры. Допуск на диаметр оболочки особенно важен, когда используются калиброванные наконечники или осуществляется сочленение разъемных соединителей в полевых условиях. Все эти соединители рассчитаны по диаметру оболочки в месте выравнивания волокон для соединения.

Собственный изгиб волокна. Большая величина собственного изгиба может привести к слишком большому смещению волокна при сварке или выравнивании конца волокна в V-образной канавке, что может привести к сросткам с большими потерями.

Механизмы потерь из-за изгиба волокон

  1.  Мода изогнутого волокна отличается от моды прямолинейного волокна: центр модового пятна смещен относительно центра волокна (d – смещение модовых пятен, зависящее от радиуса кривизны волокна).

Не вся мощность основной моды прямолинейного волокна переходит в моду изогнутого волокна

Потери зависят от радиуса изгиба и не зависят от числа витков

  1.  Фазовая скорость волны в изогнутом волокне увеличивается пропорционально расстоянию до центра кривизны волокна. В некоторой точке (обозначена  ) фазовая скорость оказывается больше, чем скорость света в материале оболочки c/n2.

Излучение, оказавшееся за этой точкой, уходит вглубь оболочки волокна, покидая моду

Потери зависят и от радиуса изгиба, и от числа витков

ДОЛЯ МОЩНОСТЕЙ ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ МОД, РАСПРОСТРАНЯЮЩИХСЯ В ОБОЛОЧКЕ ВОЛОКНА

             Нормированная частота V, отн. ед.

При V < 1 почти вся мощность основной моды сосредоточена в оболочке

В случае V < 1 потери излучения при изгибах волокна велики даже при больших радиусах кривизны

Эффективная длина волны отсечки – длина волны, при которой мощность излучения, прошедшего через петлю диаметром 280 мм уменьшается в три раза по сравнению с мощностью излучения, прошедшего через прямолинейное волокно

ПОТЕРИ ИЗ-ЗА РАЗЛИЧИЯ ДИАМЕТРОВ МОДОВЫХ ПЯТЕН

Диаметр модового пятна w:

                                                    (2)

Дополнительные потери w:

                               (3)

ПОТЕРИ ИЗ-ЗА СМЕЩЕНИЯ СЕРДЦЕВИН ВОЛОКОН

                                            (4)

ТИПИЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ ВОЛОКОН