Контрольная работа: Соединение оптических волокон

Волокно 1 с диаметром поля моды излучает свет в виде конуса с углом от торца волокна. Учитывая, что диаметр поля поля волокна обратно пропорционален углу приема излучения ( ) волокно 1 излучает свет в больший конус, чем принимает волокно 2, и часть излучения теряется. И наоборот, при распространении света от волокна 2 к волокну 1 часть света распространяется вне сердечника волокна 1 и тоже теряется.

Таким образом, потери из-за различия диаметров поля моды и конусов приема одинаковы в обоих направлениях и рассчитываются по формуле:

, дБ.

Значения равновесных внутренних потерь на стыке наиболее распространенных одномодовых волокон с несмещенной дисперсией приведены в табл. 2.

Таблица 2

Потери (дБ)
Волокно 2
Волокно 1	Выровненная оболочка		Вдавленная оболочка
2=10,0 мкм	2=9,5 мкм	2=8,8 мкм
Выровненная оболочка 2=10,0 мкм 2=9,5 мкм	0 0,01	0,01 0	0,07 0,02
Вдавленная оболочка 2=8,8 мкм	0,07	0,02	0

Внешние потери. Внешние потери обусловлены четырьмя основными причинами: радиальное смещение волокон, угловое смещение, осевое смещение и качество торцов. Кроме того, необходимо учитывать деформации сердечника и соответствие между показателями преломления волокон. Для получения малых потерь на стыке торцов волокон должны находиться в тесном физическом контакте друг с другом, или зазор между ними должен быть заполнен веществом (иммерсионной жидкостью) в точности соответствующим показателям преломления сердечников волокон. На рис. 3 представлены возможные дефекты сопряжения оптических волокон и графики, отражающие количественную оценку внешних потерь.

В реальных соединениях необходимо учитывать воздействие суммарных, т. е. полных потерь, определение которых зависит от типа сопрягаемых волокон.

В многомодовых световодах полные потери на стыке волокон обычно меньше, чем сумма отдельных внутренних и внешних составляющих. Принято считать, что потери на стыке многомодовых волокон не зависят от длины волны. В действительности из-за несоответствия внутренних параметров волокон на стыке возникают пульсации (осцилляции) потерь, которые присходят вследствии того, что принимающее волокно не может принять все моды от передающего (рис. 4).

Осцилляции потерь на стыке возрастают с увеличением длины волны.

Рис. 3

а) - радиальное смещение;

б) - угловое смещение;

в) - осевое смещение;

г) - качество торцов

Кроме того, потери на стыке зависят от относительного положения стыков. Стыки имеют тенденцию влиять на распределение мощности, и поэтому потери на конкретном стыке зависят от потерь на предыдущем (рис. 5).