Устройство оптоволокна

Оптическое волокно (световод) имеет два концентрических слоя - ядро (сердцевина) и оптическая оболочка (рис.1). Внутреннее ядро предназначено для переноса света. Окружающая его оболочка имеет отличный от ядра показатель преломления и обеспечивает полное внутреннее отражение света в ядро. Показатель преломления оптической оболочки менее чем на 1% меньше показателя преломления ядра. Характерные величины показателей преломления - 1,479 для ядра и 1,474 - для оптической оболочки. Производители волокна строго контролируют разность показателей для получения нужных характеристик волокна.

Рис.1. Устройство оптоволокна.

Таблица 1. Показатели преломления материалов, используемых в оптоволокне:

Материал

Длина волны в вакууме

Показатель преломления

Длина волны в среде

Стекло

850

1,4525

585,5

1300

1,4469

898,5

1550

1,4440

1073,4

GaAlAs

850

3,6

236,1

Пластик

650

1,4-1,5

433-464

Ядро и оптическая оболочка могут быть изготовлены из одного материала (например, особо чистого кварцевого стекла), изменение показателя преломления при этом достигается подбором специальных добавок, вводимых в чистый расплав кварца. Этот процесс называется легированием. В качестве легирующего вещества чаще всего выступают окислы германия (GeO2), фосфора (P2O5), бора (B2O3), фтор (F), эрбий (Er) и неодим (Nd). В частности, фтор и окись бора уменьшают показатель преломления, а окись германия и окись фосфора его увеличивают.

Волокна имеют дополнительную защитную оболочку вокруг оптической оболочки. Защитная оболочка, представляющая собой один или несколько слоев полимера, предохраняет ядро и оптическую оболочку от воздействий, которые могут повлиять на их оптические свойства. Защитная оболочка не влияет на процесс распространения света по волокну, а всего лишь предохраняет от ударов.

Современные оптоволоконные кабели представляют собой довольно сложную конструкцию, - оптоволоконный сердечник окружён несколькими слоями из разных материалов (металлов и полимеров), призванных в первую очередь защищать его от воздействия внешней среды. Кроме того, по самому кабелю проходит электрический ток (постоянный), обеспечивающий питание промежуточных усилителей. Эти усилители располагаются вдоль всего кабеля на расстоянии порядка ста километров друг от друга, - ставить их ближе друг к другу не только не нужно, но и вредно, поскольку сами эти усилители могут наводить некоторые искажения в сигнал.

Рис. 2. Подводный оптоволоконный кабель

Рис. 3. Распространение света в оптоволокне

Перейти на страницу: 1 2

Другие публикации

Исследование системы автоматического управления с нелинейным элементом
Исследовать систему автоматического управления с нелинейным элементом. 1. Преобразовать заданную структурную схему системы. 2. Применив метод гармоническог ...

Основные параметры микро-ЭВМ серии КР
В настоящее время выпускается ряд серий однокристальных микро-ЭВМ, предназначенных для использования в бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Применение однокристал ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.