Ефективність вводу випромінювання у волокно. Втрати у волокні. Основні оптичні характеристики світловодів

Поширення світлових променів усередині світловодів можна розглядати на основі законів геометричної оптики, але за умови, що діаметр світловода в кілька разів перевищує довжину світлової хвилі. Якщо діаметр світловода та довжина світлової хвилі мають однаковий порядок, то в світловоді можуть поширюватися тільки визначені типи хвиль (моди).

Світловоди, застосовувані на практиці, є багатомодовими. Внаслідок нерівності кутів падіння різних мод на границю світловода швидкості їх поширення уздовж осі світловода будуть неоднаковими, що спотворює оптичні сигнали, які передаються по багатомодовому волокну. Іншою причиною немонохроматичних оптичних сигналів є дисперсія матеріалу світловода.

До основних оптичних характеристик світловодів відносяться: числова апертура, коефіцієнт пропускання й розподільна здатність.

Числова апертура - , де п — показник заломлення середовища в просторі предметів, — найбільший апертурний кут між променем, що йде у світловод, і нормаллю до торця світловода (рис. 1.51), що визначає максимальний тілесний кут конічного пучка променів, що пропускаються світловодом за умови повного внутрішнього відбиття від оболонки. Граничний кут , де n₂ і п₃ — показники заломлення серцевини й оболонки відповідно. Для циліндричного світловода з прямими торцями розміщеного в повітрі

(1.129)

Числова апертура світловода повинна перевищувати апертуру пучків променів падаючих на його вихідний торець.

Втрати потоку випромінювання, яке пройшло крізь світловод є сумою втрат внаслідок відбиття на вхідних та вихідних торцях, а також внаслідок поглинання та розсіювання матеріалом світловоду. Зменшення втрат внаслідок відбиття випромінювання від торців забезпечується їх поліруванням, а також використанням просвітлюючи покриттів, їх узгоджуючи лінз.

Втрати характеризуються коефіцієнтом пропускання

(1.130)

Для характеристики пропускання довгих світловодів використовують показник ослаблення

(1.131)

Розподільча здатність світловодів, яка вимірюється числом ліній на одному міліметрі і приблизно дорівнює половині числа волокон розміщених на 1 мм і залежить від діаметра волокна, товщини оболонки та способу укладки волокна.

Дата добавления: 2014-01-07