Внешние факторы потерь на соединениях ОВ

Потери в оптических соединениях возникают не только из-за отклонений геометрических размеров волокна от номинальных значений, но и из-за неизбежных погрешностей при монтаже соединений.

Четыре основные причины возникновения потерь в соединениях, которые необходимо контролировать:

. боковое (радиальное) смещение;

. зазор между торцами (сколами) волокон;

. угловое рассогласование (смещение) ориентации осей;

. гладкость поверхности скола.

Рисунок 4.4. Возможные дефекты сопряжения ОВ

Волокно в соединителе должно размещаться вдоль его центральной оси. Если центральная ось одного волокна не совпадает с центральной осью другого, то неизбежно возникновение потерь.

Если коэффициент передачи энергии от одного волокна к другому , причем для идеальных условий = 1, то будем иметь = 1 - L/P, где L - смещение; P - диаметр волокна.

Значение дополнительного затухания определяется по формуле:

, [4.3]

На рисунке 4.5 представлена зависимость затухания от отношения абсолютной величины смещения к диаметру волокна. [20]

Рисунок 4.5. Потери от бокового смещения волокон

Видно, что допустимое рассогласование становится меньше при уменьшении размера волокна. Относительное смещение в 10% приводит к потерям на уровне 0,5 дБ.

Очевидно, контроль бокового смещения особенно затруднен в волокнах малого диаметра. Производители соединителей стремятся ограничить смещение на уровне 5% от диаметра сердечника. В случае использования многомодового волокна со ступенчатым профилем преломления переданная мощность оптического излучения пропорциональна частному от деления суммарной площади поперечного сечения сердцевины волокон () на площадь одной из сердцевин (). С учетом этого вносимые потери на соединении равны:

, , [4.4]

где L - боковое смещение; R - радиус сердцевины.

Механизм потерь при соединении градиентных волокно более сложен, так как в этом случае потери, прежде всего, зависят от распределения мод в волокне. В случае, когда мощность излучения имеет максимальное значение в центре торца волокна и снижается до нуля ближе к границе «сердцевина-оболочка» значение вносимых потерь определяется:

, [4.5]

Соединение двух волокон, разделенных небольшим зазором, подвержено двум видам потерь: первый - Френелевское отражение, связанное с разницей показателей преломления волокон и среды в зазоре

(обычно воздух). На рисунке 4.6 изображены возвратные потери, при наличии зазора между торцами волокон [20].

Рисунок 4.6. Потери при Френелевском отражении

Френелевское отражение происходит как на выходе из первого волокна, так и на входе во второе волокно (возвратные потери). Возвратные потери представляют собой часть потерянной энергии, которая отражается от соединения и, меняет направление распространения на обратное.

В стеклянных волокнах, разделенных воздушным зазором, потери от Френелевского отражения составляют около 0,34 дБ.

Второй вид потерь связан с потерей мод высокого порядка при прохождении светом зазора и на входе в сердцевину второго волокна. Свет, выходя из первого волокна, распространяется в некотором конусе. Величина потерь, связанных с этим эффектом, зависит от величины апертуры волокна. Волокно с большим значением NA не допускает столь большого зазора между волокнами при этом же уровне потерь, что и волокно с меньшим значением NA.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Похожые стьтьи по экономике

Синтез цифрового автомата с жесткой логикой
Окружающая нас информация постоянно претерпевает преобразования. Однако не все окружающие нас преобразователи информации выполняет только функциональное отображение информации вход-выход. Результат пр ...

Датчик газов и паров алкоголя
С момента первой публикации описания подобного устройства в журнале "Радио" прошло около 10 лет. За этот время было описано несколько подобных приборов: от простейших до собранных на микроко ...

Усилитель звуковой частоты с двухтактным бестрансформаторным выходным каскадом
Электронные аналоговые устройства находят широкое применение в различных областях науки и технике. Они применяются в системах автоматического управления технологическими процессами, рад ...

Разделы

© 2021 - www.frontinformatics.ru