Optiskās šķiedras vājināšanās (zaudējumi), vājināšanās cēloņi un uzlabojumi

Kas ir optiskās šķiedras vājināšanās (optiskās šķiedras zudums)

Optiskās šķiedras vājināšanās (optiskās šķiedras zudums) attiecas uz parādību, ka gaismas intensitāte pakāpeniski samazinās dažādu faktoru ietekmē, palielinoties pārraides attālumam, kad optiskais signāls tiek pārraidīts optiskajā šķiedrā.
Vājināšanās ir viena no galvenajām optiskās šķiedras pārraides īpašībām.
Parasti termini optiskās šķiedras vājināšanās un optiskās šķiedras zudumi tiek lietoti kā sinonīmi.

 

Vājināšanās (zaudējumu) koeficients

Mēs zinām, ka, lai pabeigtu saziņas procesu, papildus optiskā signāla pārraidīšanai optiskais signāls uztveršanas galā ir jāspēj pareizi uztvert un precīzi demodulēt.

Šķiedru vājināšanās liek optiskajiem signāliem pakāpeniski zaudēt enerģiju pārraides laikā, tādējādi ietekmējot signāla kvalitāti un attālumu. Lai nodrošinātu efektīvu optiskā signāla pārraidi, pēc iespējas jāsamazina optiskās šķiedras zudumi.

Mūsu mērķis ir samazināt optiskās šķiedras zudumus, tāpēc cik zems ir zems?

Kā izmērīt šķiedru vājināšanos (zaudējumu)?

Optisko šķiedru zudumu raksturlielumus var izmērīt ar zuduma (vājināšanās) koeficientu, kas ir vājināšanās uz šķiedras garuma vienību dB/km.

= 10*baļķis (piespraude/menca)/L

Kur L ir šķiedras garums parasti km kā garuma pamatvienība, Pin un Pout ir attiecīgi ieejas un izejas optiskā jauda.

Piemērs.

Šķiedras garums ir 100km, šķiedras ieejas optiskā jauda ir 100mW, izejas optiskā jauda ir 1mW, aprēķiniet šķiedras vājinājuma koeficientu.

Ievadiet formulu: {{0}}*log(100/1) / 100, var iegūt šķiedras vājinājuma koeficientu: 0,2 dB/km.

 

Vājināšanās (zaudējumu) cēloņi un veidi, kā to uzlabot

Optiskā signāla pārraide optiskajā šķiedrā izkliedes, absorbcijas, defektu un citu faktoru dēļ rada enerģijas zudumus, izraisot vājināšanos.

 

Pirmkārt, absorbcijas zudums

Absorbcijas zudumu izraisa optisko šķiedru materiāli un piemaisījumi, kas absorbē gaismas enerģiju, optiskā enerģija siltumenerģijas veidā, ko patērē šķiedrā, ir nozīmīgs optiskās šķiedras zuduma zudums, absorbcijas zudumi ietver:

1, iekšējās absorbcijas zudums

Iekšējie absorbcijas zudumi ir zudumi, kas raksturīgi šķiedras materiālam, ir neizbēgami, tie nosaka šķiedras zudumu robežu. Iekšējā absorbcija ir raksturīga pašam kvarca materiālam, ieskaitot infrasarkano staru un ultravioleto staru absorbciju.

 

 

UV absorbcija: Īsā viļņa garuma diapazonā optisko šķiedru materiālu elektroni absorbē krītošās gaismas enerģiju, lai pārietu uz augstāku enerģijas līmeni, izraisot krītošās gaismas enerģijas zudumus. Ultravioleto staru absorbciju izraisa elektronu lēciens, kas ietekmē optiskās šķiedras sakarus 700 līdz 1100 nm viļņa garuma reģionā.
Infrasarkanā absorbcija: garā viļņa garuma diapazonā gaismas vilnis mijiedarbojas ar šķiedru režģi, un daļa no gaismas viļņa enerģijas tiek pārnesta uz režģi, kas pastiprina tā vibrāciju, tādējādi radot zudumus. Infrasarkano staru absorbciju izraisa molekulārā vibrācija, kas ietekmē optisko šķiedru saziņu 1500-1700nm viļņa garuma reģionā.

 

2, piemaisījumu absorbcijas zudums
Piemaisījumu absorbcijas zudums ir optisko šķiedru materiāls satur dzelzi, varu, hromu un citus piemaisījumu jonus, metālu jonus, jo vairāk satura, jo lielāks ir to radītais zudums, tiem ir liela ietekme uz īsajiem viļņu garumiem, garajiem viļņu garumiem. jo mazāks.
Augstas tīrības šķiedru optikas materiālu izmantošana, stingra šo metālu jonu satura kontrole var izraisīt to strauju samazināšanos.

Otrs ir OH joni, OH joniem ir lielāka ietekme uz optiskās šķiedras zudumu. In 950nm, 1240nm, 1390nm viļņa garums pie absorbcijas zudumu maksimumu, līdz 1390nm par absorbcijas visnopietnāko, kas bieži ir dzirdēts par "ūdens maksimumu" absorbciju.

 

 

Otrkārt, izkliedes zudums

Izkliedes zudumi rodas tāpēc, ka optiskās šķiedras materiāla blīvums nav vienmērīgs vai šķiedras viļņvada struktūras defekti, piemēram, optiskās jaudas noplūde no kodola, ko izraisa zudumi.

Iekšējā izkliede ir vissvarīgākā izkliede materiāla izkliedē, zudumu jauda ir lineāri saistīta ar izplatīšanās režīma jaudu. Tas ir saistīts ar materiāla atomiem vai molekulām un materiāla struktūras neviendabīgumu un materiāla refrakcijas indeksu, liekot materiālam radīt mikroskopisku neviendabīgumu, ko izraisa pārraidītās gaismas viļņu izkliede. Šī izkliede ir raksturīga materiālam, to nevar novērst, tā ir zemākā optiskās šķiedras zuduma robeža, Reilija izkliede, kas pieder šai kategorijai.

 

Treškārt, radiācijas zudums

Radiācijas zudums ir saistīts ar nelielām strukturālām svārstībām serdes apšuvuma saskarnē, ko izraisa nevienmērīga viļņvada struktūra šķiedras iekšpusē.

Daļa pārraidītās enerģijas tiks izstarota no šķiedras kodola, kad šķiedras struktūra ir neregulāra un kļūs par starojuma režīmu, tādējādi palielināsies zudumi.

Šos zaudējumus var samazināt, uzlabojot ražošanas tehnoloģiju.

 

Ceturtkārt, lieces zudums

Liekšanas zudumi ir zaudējumi, ko izraisa optiskās šķiedras ass liece.

Jebkuru ar neapbruņotu aci redzamu šķiedru asi taisnas līnijas nobīdei sauc par liekšanu vai makrolieci.

Šķiedru locīšana izraisīs savienojumu starp režīmiem šķiedrā, kad enerģijas izplatīšanās režīms ir savienots ar starojuma režīmu vai noplūdes režīmu, radīsies lieces zudumi. Šis zudums palielinās eksponenciāli, samazinoties izliekuma rādiusam.

Vēl viens zuduma veids ir šķiedras ass, lai radītu nejaušu mikronu līmeņa sānu nobīdes stāvokli, ko sauc par mikro lieces zudumu. Mikrolieces iemesls ir optiskā šķiedra pārklājumā, kabelī, ekstrūzijas apvalkā, uzstādīšanā un citos procesos, šķiedra tiek pakļauta pārmērīgam nevienmērīgam sānu spiedienam vai garenvirziena spriedzei, vai optiskās šķiedras ražošana pārklājuma slāņa vai apvalka temperatūras izplešanās dēļ. optiskās šķiedras koeficients nav vienāds utt., ko izraisa.

Liekšanas zudumiem optiskās šķiedras līnijās var izmantot kabeli ar zemu lieces zudumu vai stingri ievērot nozares standarta specifikācijas kabeļu ieguldīšanai, saprātīgu optiskās šķiedras kabeļa lieces rādiusa kontroli, lai pēc iespējas samazinātu lieces zudumus.

 

Mēs esam specializējušies optisko šķiedru kabeļu biznesā gandrīz 10 gadus un ieguvuši daudzus labi pazīstamus klientus visā pasaulē ar ilgtermiņa partnerību. Ja jūs interesē mūsu šķiedras, lūdzu, sazinieties ar mani.

 

 

Kontaktpersona: