anyagi diszperzió
Home | Rólunk | visszacsatolás
Amint azt az előző szakaszban, kiszámítására terjedési idő-Hibaelhárítás fényimpulzusok egy diszperziós közeg alkalmazása esetén a csoport törésmutató NGR. és a csoport terjedési idő TGR, amely a diszperziós közeg L hosszúságú meghatározása a következő:
A fényforrás általában nem bocsát ki fényt egy hullámhossz # 955;, és egy spektrális szélessége # 8710, # 955;, azonban az egyes részek a fény a NGR. szaporítására különböző sebességgel és különböző késleltetési VRE-Meni.
Ha a terjedési közegben, és a diszperziót szélessége a spektrum a sugárforrás # 8710, # 955,, akkor a folyamat a terjedési fényimpulzus kitágul, és szállított a kimeneti médium egy ideig
A kifejezés az úgynevezett egyedi anyagi diszperzió ps / km # 8729; nm.
Az expressziós kiszámítására egy adott anyag diszperzió lehet félig-kitint (2.28):
Ábra. 2.14 mutatja az adott anyag diszperziót. A tiszta kvarc hullámhosszon # 955 = 0,85 mikron mennyisége M (# 955) - 85 ps / km # 8729; nm, míg a hullámhossz növeli annak értékét csökken, és áthalad nullára # 955 = 1,276 um.
Így, miután elhaladtak a fényimpulzus L távolság a diszpergáló közegben kitágul, ahol az időtartam t a félig-teljesítményszintet úgy határozzuk meg, az expressziós
Mint látható, az impulzus szélesítése hosszától függ a közeg és szélessége a sugárforrás-spec tra. És mivel az emissziós spektrum szélessége a LED-ek lényegesen nagyobb, mint a lézerek, akkor az impulzus szélesítése jóval nagyobb lesz.
Ábra. 2.14. Függése konkrét anyagi diszperzió a hullámhossz A - tiszta kvarc;
Jellemzően, a szélessége a spektrum # 8710; # 955; A sugárforrás definiáljuk RANGE-sávok hullámhosszon, amelyen belül a kisugárzott általuk meghaladja az 50% -a a maximális érték.
Azonban elég gyakran használja a fogalom relatív szélessége az emissziós spektrum a forrásnál
majd miután elhaladtak fényimpulzus L távolság a diszpergáló közegben annak hosszának a fele-teljesítmény
- Ez jelenti a diszperziós együttható az anyag.
Ábra. 2.15 ábra a függését a diszperziós együttható társ-rial YM a hullámhossz a tiszta és adalékolt szilícium-dioxid.
Mint látható, görbe YM (# 955;), valamint M (# 955;) előjelváltása hullámhosszon # 955; = 955 # 0 = 1.276 m. Ez az érték megfelel az inflexiós pont az F görbe (# 955;) (2.10 ábra.). Az irodalomban, gyakran ez a hullámhossz érték meghatározása a „nulla diszperziós hullámhosszát az anyag.” Gyakorlati szempontból, hogy bizonyos meghatározás félrevezető, mivel a tényleges fényimpulzusra együttes tart hullámhossz tartomány terjesztett a csoport SKO-magasság, fekve egy bizonyos tartományban, akkor is, ha a legrövidebb és a leghosszabb hullámok terjednek az azonos sebességgel.
Ábra. 2.15. Diszperziós paraméter függően hullámhossz YM: A - tiszta kvarc; A - 13,5% GEO2, 86,5% SiO 2; C - 9,1% P 2O 5, 90,9% SiO 2; D - 13,3,% B 2O 3, 86,7% SiO 2
A kvarc hullámhosszon # 955; = # 955; m 0 = 1,276, YM = 0, így
A tiszta kvarc hullámhosszon # 955; = # 955; = 0 érték = 1,276 mikron -0,048 így (2,38) válik, ns / km:
A LED-ek jelentése # 947 = 0,04, így a variancia # 964; / L = 32 ps / km.
Ha lézer sugárforrások diszperziós érték 2 nagyságrenddel kisebb.
Diszperziós az anyag függ annak összetételét. Így, legirova betétek tiszta kvarcból megváltoztathatja az értékét egy bizonyos tartományon belül, és ezáltal befolyásolják a helyzetben a „nulla pont”. érték # 955; 0 lehet változtatni bevezetésével különböző adalékanyagok a kvarcüveg. Amint az ábrából látható. 2,15, a bevezetése bór tehetik kevesebb mint 1,22 mikron, és a dopping a germánium-lift ez lehetővé teszi, hogy 1,37 mikron.
A szélesítése az impulzus hullámhosszon # 955; 0 abban az esetben, a forrás a Gauss-VYM spektrumot adja
amely érték határozza meg a lejtőn a diszperziós görbe az adott anyag,
Jelentősége ai együtthatók és bi szemüveghez különböző táblázatban bemutatott készítményeket. 2.2. mert
Összefoglalva, meg kell jegyezni, hogy a nulla diszperziós hullámhosszon # 955; = 0 megfelel 1,276 mikron ömlesztett közegben. Az optikai szál, ezen a hullámhosszon eltolódik a értéke a sorrendben 1,312 mikron, ami megmagyarázza a használatát cisz-sugárforrások 1,310 mikron egymódusú szálak.
Szemszögéből a geometriai optika, fényimpulzus egy sor nagyszámú fénysugarak szaporítóanyag az serd tsevine-RH, és abból a szempontból hullám elmélet # 9472; on-készlet több rétegből vezérlési módok (típusú hullámok).
A különbség a terjedési útvonalak irányított módok egy fix frekvenciájú (hullámhossz) az optikai sugárforrás vezet az a tény, hogy az eltelt ezen módok különböző anyagokkal. Ennek eredményeként, kialakult a kimeneti impulzus kiszélesedik RH. Nagysága a pulzus szélesítése különbséggel egyenlő a terjedési ideje a leglassabb és leggyorsabb mód. Set-Noe jelenséget nevezzük modális diszperziós.
A képlet elérhető modális diszperziós, figyelembe véve a geometriai modell a terjedési irányított módok OS. Bármilyen on-irányítja, lépésenként IA leírható a fénysugár, amely a mozgás során a szál mentén többször megy keresztül teljes belső visszaverődés a felület „mag-héj”. Rd kiküszöbölve az alapvető mód HE11, melynek leírása fénynyalábbal, mozgó-schimsya reflexió nélkül a szál mentén tengely.
Amikor a hossza a OB (2.16 ábra) egyenlő L, a hossza egy cikk-cakk útvonal, Proy-dennogo fénynyaláb szaporítóanyag szögben # 952; z a szál tengelyére, kívánnak létrehozni olyan készítmény-L / cos # 952; z.
Ábra. 2.16. A terjedési út fénysugarak egy kétrétegű OB
A terjedési sebessége elektromágneses hullámok hullámhosszú # 955; ODI-Nakova ebben rost és egyenlő U1 = / n1, ahol c - a fénysebesség, km / s. Ezért, az idő terjedési a fénysugár a magban RH
Mint látható (2,41), míg a terjedési út fordítottan változik-arányos cos # 952; z. Ez azt jelenti, hogy a legrövidebb idő alatt tmin illetve szórt létezik # 952; z = 0, azaz a sugarak szaporító a tengellyel párhuzamosan, és a maximális-nek felel meg, a terjedési idő Tmax .. # 952; z = # 952; kr. ahol # 952; kr - a kritikus szög a fénysugár esik a határ között a mag-héj.
Így a terjedési ideje a leghosszabb és a legrövidebb út .samomu szerinti (2,41):
Hagyja, hogy a bemeneti OB alkalmazzák nagyon rövid impulzus. Az elején a kimeneti impulzus egybeesik az érkezését a gerendát, átment a legrövidebb utat, és a végén - az érkezési idő a fénysugár, amely már elmúlt a leghosszabb utat.
Ennek következtében a pulzus szélesítése lesz
Általában OB n1 n2 ≈. Ezért, (2,43) formáját ölti
ahol - a relatív fontossága a törésmutatója a mag-burok.
Képlet (2,44) azt mutatja, hogy az impulzus kiszélesítése miatt modális diszperziós, a kisebb minél kisebb a különbség a fénytörés-TION a mag és a héj. Ez az egyik oka annak, hogy az igazi stupencha-kapcsolatokat OB hogy igyekeznek különbséget tenni a lehető legkisebb.
Tól (2,44), míg a másik terminált: mértékét szélesítését impulzusok arányos OB. Ez azonban csak akkor igaz, az ideális OB Koto-rum nincs kölcsönhatás az irányított mód. A gyakorlatban, jelenléte miatt a inhomogenitások (elsősorban microbending) Front-WIDE módon történő áthaladás ideje alatt OB befolyásolja egymást, és megoszthassák energiát.
alacsonyabb rendű üzemmódot egy kis szöget zár be a tengellyel miatt OM cseréje energia átalakítható magasabb rendű módok egy meredekebb szöget a tengellyel OM és fordítva. Következésképpen, a különbség a sebesség vízszintesre mód. A geometriai értelmezése ez azt jelenti, hogy mivel a inhomogén-ness ugyanazon sugarak megváltoztatják a szögek, amelyekkel ezek vannak elosztva a mag szerek. A változás a szög és a jel késleltetését alkatrész véletlenszerű, és a időterjedés terjedési mód válik
Fontos megjegyezni, hogy ez a jelenség, mert a hossza a megadott távú OB, amely az úgynevezett „steady-kötéshossz módok közötti» - Ly, és függ sok véletlenszerű tényezők, de természetesen nem lehet számítani. A mérések alapján az 5. lépés RH Ly = # 9472; 7 km.
Így a intermode diszperzió RH egy lépéssel törésmutató profil
Intermode diszperziós lépés lehet teljesen kizárni OB-clude ha megfelelően választhat a strukturális paraméterek OB. Tehát, ha egy a méret a mag és # 8710; olyan kicsi, hogy a szál terjesztik hordozó hullámhossz egyetlen mód, azaz a. e. mód diszperziós elhagyjuk. Ezek a rostok nevezzük egyetlen mód. Ezek a legnagyobb kapacitással. Segítségükkel a nagy köteg az autópályák kommunikációs csatornák is megoldható.
Diszperziós impulzusok is jelentősen csökkenthető megfelelő kiválasztásával az index profil keresztmetszetében a mag szerek. Így a variancia csökken az átmeneti egy gradiens OB. Intermode diszperziós gradiens OB általában alacsonyabb, egy nagyságrenddel vagy több, mint az STU-lépés-szálak.
Az ilyen gradiens OM OM ellentétben lépcsős pro-filem terjedési, a fénysugarak terjednek cikcakkos módon még nincs, és a hullám vagy spirális spirális pályák (ábra 2.17).
Ábra. 2.17. A terjedési útja a fénysugarak az OB egy parabolikus függését a törésmutató
Rays szaporító tengelye körül OB át egy hosszabb utat, mint a fénysugár tengelye mentén OB. Azonban, mivel a kisebb törésmutatójú bizonyos távolságban a tengelye OM, a gerendák terjednek egy közegben egy kisebb n rendre gyorsabb és sugarak mentén terjedő egy tengely át kisebb geometriai utat, de terjednek egy közegben a fájdalom-köztartó n, m. E. A kevesebb sebesség. Ennek eredményeként, a terjedési időegyeztetett sugarak és növeli az impulzus szélessége kisebb lesz.
A gradiens multimódusú szálak, míg terjesztése az optikai-ing sugarak határozza meg a törvény a változás törésmutató.
Így a intermode diszperzió gradiens OM-Lem pro parabolikus törésmutatója qopm = 2, ami széles körben használják a gyakorlati pa-Ke, számítják az alábbi képlet szerint
Az optimális törésmutató profil qopm 2 ≈ (1 - # 916;) impulzusokkal diszperzió minimális:
Szerint a mérési értéket a gradiens OB Ly = 10-15 km.
modális diszperziós # 964; mm gra-dientnyh OB mértékétől függ q, annak érdekében, hogy minimálisra csökkentsék a diszperzióját hogy nem szükséges, hogy gondosan válassza ki-q értékek (ábra 2.18.).
Változás profil közelítések parabolikus-zhayuscheesya, susche kormányzati csökkenti intermode dis Persil olyan gradienst RH. Hod Nako termelnek optimális parabolikus törésmutató profil nehéz Együtt az eltérés a kívánt Q értéke meghibásodását okozhatja az axiális törésmutató, és más hullámosság igénypont zheny-profil, amely az eljárással és tovább növeli a modális diszperziós. Egy tipikus értéke impulzus kiszélesedését kapott RH Opti-formális-parabolikus profilja nem 0,2-4,0 / km.
Ábra 2.18. függőség # 964; m q
RH gradiens