Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Изгибные потери в оптических волокнах




 

Изгибы ВС вызывают перераспределение направляемых мод, увеличение межмодовой связи, а в результате и потери на излучение в оболочку [18, 19]. Этот тип потерь характерен для витых ответвителей, ВС намотанных вокруг сердечника или размещенных в гибких кабелях, а также в местах склейки ВС, если присутствует угловая несогласованность осей оптических волокон. Минимизация потерь, вызванных большим количеством микроизгибов, является основной проблемой при разработке и изготовлении оптических кабелей. Поэтому задача мониторинга изгибных потерь является весьма актуальной.

Приближенно дополнительные потери на изгиб вычисляются по формуле

 

aи=10·lg(1– а / R иD) q [дБ], (4.1)

D=(n1n2) /n1, (4.2)

 

где R и – радиус изгиба, Δ – относительная разница показателей преломления, а – радиус сердцевины, n 1, n 2 – показатели преломления соответственно сердцевины и оболочки, q =1,2 – для ступенчатого и градиентного волокон соответственно.

В одномодовом ВС потери на изгиб составляют

 

a=2a0+aи, (4.3)

 

где aи – потери на переходах от прямого участка к изогнутому и наоборот и вычисляются по более сложным формулам.

При малых R и и небольших длинах изогнутого участка L <(10..30)· а потери a0>aи. При L / а <100 основной вклад вносят потери aи. При R и>5 см вкладом от aо и aи можно пренебречь.

Рассмотрим более подробно влияние изгибов оптического волокна на интенсивность проходящего света [20]. Рассмотрим участок волокна, искривленный под действием приложенных к нему механических сил (рис. 4.1).

 

Рис.4.1. Распространение света в изогнутом волокне:

1 – сечение сердцевины волокна; 2 – направление распространения излучения в волокне согласно лучевому подходу; 3 – то же с учетом упругооптического эффекта

 

Если для простоты ограничиться геометрической моделью распространения света в волокне, то такой изгиб должен привести к тому, что световой луч 2 стремится к выходу из световедущей сердцевины 1 в оболочку, что приведет к уменьшению интенсивности передаваемого света. Более строгое рассмотрение с учетом изменения плотности вещества в сжатой и разреженной частях волокна показало, что простой геометрический подход дает завышенные данные влияния изгиба на модуляцию интенсивности. Иначе говоря, траектория луча в изогнутом ВС имеет тенденцию повторить изгиб его оси (стрелка 3 на рис.4.1). В терминах модовой теории влияние изгиба трактуется как перераспределение энергии от модовых групп с малыми номерами к модовым группам высоких порядков, а от них – к модам оболочки, излучение которых выходит из ВС и рассеивается. Чем интенсивнее ВС подвергается деформации, тем больше оптической энергии переходит в излучательные моды и покидает ВС.

Реально изогнутый или свитой ВС представляет собой сложную систему при рассмотрении которой следует учитывать три физических эффекта:

1) эффект туннелирования мод из сердцевины через его оболочку в оболочку и далее в сердцевину изогнутых (свитых) ВС;

2) эффект наведенного двулучепреломления, вызванного изгибом (скручиванием) ВС вокруг оси;

3) эффект обратного рассеяния за счет неоднородностей ВС и его изгибов (скрутки).

Воздействие внешних факторов приводит к изменению параметров взаимодействия указанных физических эффектов и характеристик оптического излучения.

Распределенное вдоль оси такого ВС механическое напряжение преобразуется им в распределенные оптические потери. В работе [21] было показано, что характеристики такого участка волокна в основном определяются параметрами и структурой ВС: коэффициентом поперечной жесткости основной оболочки ВС k, а также радиусом сердцевины а и изменением показателя преломления сердцевины ВС Δ.

Для локализации участка, к которому прикладывается механическое воздействие, необходимо применять рефлектометрический метод съема информации, основанный на рэлеевском рассеянии (симметричная некогерентная рефлектометрия).

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-04-30; Просмотров: 2070; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.