Зовнішні втрати

Зовнішні втрати поглинання привнесені домішками ОВ. Сучасні технології виробництва зменшили внесок від цих утрат до дуже низького рівня. До даної групи втрат вносять вклад наступні домішки: залізо, мідь, нікель, магній і хром, що створюють істотні джерела поглинання у відповідних вікнах прозорості. У сучасному процесі виробництва вміст цих металів був знижений до величин менше однієї мільярдної частини, і, отже, вони вносять дуже малий внесок у загальні зовнішні втрати поглинання. На відміну від них, втрати за рахунок наявності залишкових гідроксильних іонів (ОН^–) створюють лінію поглинання 2730 нм, її гармоніки та комбінаційні складові 1390, 1240 і 950 нм. Всі вони вносять істотний вклад у загальні зовнішні втрати поглинання. Ці втрати викликані наявністю води у ОВ, що залишилась в процесі виробництва. Рівень іонів ОН^– в ОВ повинний бути знижений до величин менших однієї 100-мільйонної частини, для того щоб підтримувати втрати ОВ на належному рівні. Навіть така мала концентрація іонів ОН^–, як одна мільйонна, здатна викликати втрати 50 дБ в районі «водяного піка» – 1390 нм.

3. Розсіювання Релея.

Розсіювання світла у ОВ в основному обумовлено наявністю в матеріалі серцевини дрібних (біля однієї десятої частки довжини хвилі) випадкових неоднорідностей. При розсіюванні світла у волокні промені розходяться в нових напрямках, частина з яких має менший кут падіння, чим кут повного внутрішнього відбиття. Одні промені, при цьому, залишають серцевину та йдуть в оболонку, а інші залишаються в серцевині, однак поширюються назад до джерела випромінювання (рис. 1). Таке розсіювання присутнє в будь-якому ОВ та отримало назву релеївського розсіювання. Загасання на розсіювання розраховується за виразом:

,

де - коефіцієнт релеївського розсіювання; К - постійного Больцмана; Т - температура переходу; - стискальність.

Навіть при відсутності легуючих добавок чисте кварцове скло має коефіцієнт релеївського розсіювання =0,75 мкм⁴*дБ/км. Легуючі добавки, що необхідні для зміни показника переломлення серцевини ОВ, збільшують ступінь неоднорідності скла. Тому, чим більше , тим більше втрати внаслідок релеївського розсіювання. Так для ММ ОВ з градієнтним ПП, яке леговане германієм і фосфором, коефіцієнт релеївського розсіювання розраховується за виразом:

=мкм⁴*дБ/км.

Це означає, що при =1% (відносна різниця показників переломлення) на довжині хвилі 1,31 мкм величина втрат внаслідок релеївського розсіювання для ММ ОВ з градієнтним ПП складає 0,39 дБ/км.

Рисунок 1. Розсіювання Релея.

Таким чином, цей тип втрат є внутрішнім і викликаний флуктуаціями миттєвої щільності та варіаціями концентрації молекул за рахунок недосконалості внутрішньої структури ОВ: повітряних пухирців, неоднорідностей та тріщин, або недосконалістю направляючого хвилеводу, що викликані загальною нерегулярністю системи серцевина-оболонка. Існує точка на кривій поглинання в районі 1550 нм, де поглинання інфрачервоних і ультрафіолетових хвостів мінімальні. Навколо цієї точки релеївське розсіювання є головною складовою загальних втрат. Релеївське розсіювання зворотно пропорційне довжині хвилі (з ростом довжини хвилі розсіювання знижується). На довжинах хвиль вище 1600 нм інфрачервоне поглинання стає домінуючим.

Дата добавления: 2014-01-11