 |
3 талшыҚты жарыҚ ӨткізгіштердіҢ параметрлерініҢ есебі
|
|
|
|
3 ТАЛШЫҚ ТЫ ЖАРЫҚ Ө ТКІЗГІШТЕРДІҢ ПАРАМЕТРЛЕРІНІҢ ЕСЕБІ
Бұ л бө лімде келесі талшық ты жарық ө ткізгіштердің параметрлерін есептеу қ ажет:
- сандық апертура;
- жарық ө ткізгіштегі модалар саны;
- жарық ө ткізгіштің ө шулігі;
- жарық ө ткізгіштің дисперсиясы.
3. 1 Талшық ты жарық ө ткізгіш компонеттерінің сыну кө рсеткіштерінің есебі
Ә йнектің иілгіштік кө рсеткішін бағ алауда, міндетті тү рде оның толқ ын ұ зындығ ына тә уелділігін, яғ ни ү ш мү шелі Селмейер формуласымен сипатталатын, 0, 6-2, 0 мкм толқ ын ұ зындығ ы диапазонындағ ы спектрлік тә уелділігін аң ғ ару керек (3. 1):
(3. 1)
мұ ндағ ы: і жә не і (1, 2, 3) - мағ ыналары тә жірибелі тү рдегі коэффициенттер; Х - толқ ын ұ зындығ ы, мкм.
Жарық ө ткізгіштікті дайындау ү шін кварцтық ә йнек қ ұ рамына кварцтың иілгіштік қ асиетін жоғ арлататын германий оксиді мен фосфор жә не ә йнектің иілгіштік кө рсеткішін тө мендететін бор оксиді мен фтор қ олданылады. Қ ұ рамы ә ртү рлі болатын ә йнектер ү шін де коэффициенттердің мағ ынасы 6-кестеде кө рсетілген.
Жарық ө ткізгіштіктің негізгі компоненттерінің иілгіштік кө рсеткіштерін анық тауда, міндетті тү рде жарық шағ ылыстырушы қ абық шаның материалы ретінде таза кварцты ә йнек, ал ө зекшені дайындауда қ оспаланғ ан кварц қ олданылатынын ескеру қ ажет.
|
|
|
Ө зекше мен қ абық шаның таң далғ ан материалдарының қ асиеттері жарық ө ткізгіштік талшық тың жұ мысының бірмодты режимін қ амтамасыз ету керек. Бұ л ү шін нормаланғ ан (сипаттамалық ) жиілікті есептейді.
(3. 2)
Егер нормаланғ ан жиілік V< 2, 405 тең болса, онда жарық ө ткізгіште толқ ынның бір ғ ана типі НЕ11 таралады жә не бұ л жағ дайда жарық ө ткізгіш талшық тың компоненті дұ рыс таң далады.
Егер V> 2, 405 болса, онда жарық ө ткізгіште кө пмодты жұ мыс режимі болады. Бұ л жағ дайда ө зекше мен қ абық шаның материалын міндетті тү рде қ айта таң дау қ ажет, таң далғ ан материал оптикалық талшық та бір ғ ана модты қ амтамасыз ету керек.
3. 2 Жарық ө ткізгіштің сандық апертурасының есебі
Апертуралық бұ рыштың синусын кө рсететін жарық ө ткізгіштің негізгі шамаларының бірі – сандық апертура NA (Numerical Aperture) болып табылады.
мұ ндағ ы 
- иілгіштік кө рсеткішінің салыстырмалы ә ртү рлілігі.
NA шамасына жарық ө ткізгішке енгізілетін лазер сә улесінің тиімділігі, микроиілулерде болатын жоғ алулар, импульстердің дисперсиясы, таралатын модтың сандары тә уелді болады.
Талшық тарда Аі кө п болғ ан сайын NA-да кө бейеді, ол жарық ө ткізгішке жарық кө зінен сә уле жіберу жұ мысын жең ілдетеді. Магистральды байланыстағ ы оптикалық кабельдердің сандық апертурасы NA< 0, 2 болуы керек.
(3. 3)
NA= 
3. 3 Жарық ө ткізгіштің ө шулігін есептеу
|
|
|
Жарық ө ткізгіштің негізгі параметрлеріне оптикалық жоғ алтулар мен берілетін энергияның ө шулігі жатады. Бұ л шамалар оптикалық кабельмен берілетін байланыстың ұ зақ тығ ын жә не оның тиімділігін анық тайды.
Жарық ө ткізгіштік тракттың ө шулігі жарық ө ткізгіштік талшық тың ө зіндік жә не қ осымша жоғ алтуларымен тү сіндіріледі. Олар кабельді деп аталады, оптикалық кабельді жасау барысында қ аптау жә не қ орғ ағ ыш қ абық ша деформациясы мен жарық ө ткізгіштің иілгіштігімен ескеріледі.
α = α с + α к. (3. 4)
Жарық ө ткізгіштік талшық тарының ө зіндік жоғ алтулары жұ тылатын жә не жайылатын жоғ алтулар болып бө лінеді.
α с = α п + α р. (3. 5)
Кабельді жоғ алтулар энергияның макро жә не микроиілулер кезіндегі жоғ алтуларымен тү сіндіріледі.
α к = α macro + α micro. (3. 6)
Осылайша, жарық ө ткізгіштік талшық та толық жоғ алтулар:
α = α п + α р + α macro + α micro. (3. 7)
Диэлектрлік поляризациядағ ы жоғ алтулар жұ тылу салдарынан болатын ө шулікпен байланысты жә не жарық ө ткізгіштіктің материалының қ асиеттеріне байланысты:
дБ/км, (3. 8)
дБ/км.
мұ ндағ ы n1 – ө зекшенің сыну кө рсеткіші; λ - толқ ын ұ зындығ ы; δ - жарық ө ткізгіштегі диэлектрлік жоғ алтулардың тангенс бұ рышы, ол 2, 4*1012 тең.
Жайылу кезіндегі ө шулік (3. 9) формула бойынша есептеледі:
, дБ/км. (3. 9)
дБ/км.
Макроиілулердегі жоғ алтулар барлық оптикалық кабель бойындағ ы жарық ө ткізгіш талшық тың қ ұ рылымының геликоидімен тү сіндіріледі жә не сатылы ә йнек талшық (3. 10) формуласы бойынша есептеледі:
|
|
|
дБ/км, (3. 10)
дБ/км.
мұ ндағ ы а - ө зекше радиусы, мкм; 
- сыну кө рсеткіштерінің салыстырмалы айырмашылық тары, d – орауыш диаметрі, мм; S – орауыш қ адамы, мм.
S/d қ атынасы қ ұ рылымының тұ рақ тылық параметрі деп аталады, ол оптикалық кабельдерде 12-30 шамасында болады.
Бірмодты жарық ө ткізгіштердің микроиілу кезіндегі сә улелену салдарынан болатын қ осымша ө шуліктер тө мендегі формула бойынша есептелінеді:
дБ/км, (3. 11)
дБ/км.
мұ ндағ ы к-микроиілудің ұ зындығ ы мен амплитудасына тә уелді коэффициент, с= 10-15; а-ә йнек талшық ты ө зекшенің радиусы, мкм; b-қ абық ша диаметрі, мкм; Х-толқ ын ұ зындығ ы, мкм. -мод ө рісінің радиусы, мкм
, 
. (3. 12)
|
|
|
