Оптично затихване (загуба), причини за затихване и подобрения

Какво е затихване на оптични влакна (загуба на оптични влакна)

Оптичното затихване (загуба на оптично влакно) се отнася до феномена, при който интензитетът на светлината постепенно намалява поради различни фактори, тъй като разстоянието на предаване се увеличава, когато оптичният сигнал се предава в оптично влакно.
Затихването е една от основните предавателни характеристики на оптичното влакно.
Обикновено термините затихване на оптично влакно и загуба на оптично влакно се използват взаимозаменяемо.

 

Фактор на затихване (загуба).

Ние знаем, че за да завърши процеса на комуникация, в допълнение към предаването на оптичния сигнал, оптичният сигнал в приемащия край трябва да може да бъде правилно приет и точно демодулиран.

Затихването на влакната кара оптичните сигнали постепенно да губят енергия по време на предаване, като по този начин се отразява на качеството и разстоянието на сигнала. За да се гарантира, че оптичният сигнал се предава ефективно, загубите на оптичното влакно трябва да бъдат намалени възможно най-много.

Нашата цел е да намалим загубите на оптични влакна, така че колко ниско е ниско?

Как да измерим затихването (загубата) на влакното?

Характеристиките на загубата на оптично влакно могат да бъдат измерени чрез коефициента на загуба (затихване), който е затихването на единица дължина на влакното в dB/km.

= 10*log(Pin/Pout)/L

Където L е дължината на влакното, обикновено km като основна единица за дължина, Pin и Pout са съответно входната и изходната оптична мощност.

Един пример.

Дължината на влакното е 100 км, входната оптична мощност на влакното е 100 mW, изходната оптична мощност е 1 mW, изчислете коефициента на затихване на влакното.

Въведете формулата: {{0}}*log(100/1) / 100, можете да получите, че коефициентът на затихване на влакното е: 0,2dB/km.

 

Причини за затихване (загуба) и начини за подобряването му

Предаването на оптичен сигнал в оптичното влакно поради разсейване, абсорбция, дефекти и други фактори води до загуба на енергия, причинявайки затихване.

 

Първо, загуба на абсорбция

Загубата на абсорбция се причинява от оптични материали и примеси върху абсорбцията на светлинна енергия, оптичната енергия под формата на топлинна енергия, консумирана във влакното, е важна загуба в загубата на оптични влакна, загубата на абсорбция включва следното:

1, присъща загуба на абсорбция

Вътрешната загуба на абсорбция е загуба, присъща на материала на влакното, е неизбежна, тя определя границата на загуба на влакното. Вътрешната абсорбция е присъща на самия кварцов материал, включително инфрачервена абсорбция и ултравиолетова абсорбция.

 

 

UV абсорбция: В обхвата на късите дължини на вълните електроните на оптичните материали поглъщат енергията на падащата светлина, за да преминат на по-високо енергийно ниво, причинявайки загуба на енергия на падащата светлина. Ултравиолетовото поглъщане се причинява от скока на електроните, който оказва влияние върху оптичните комуникации в областта на дължината на вълната от 700 до 1100 nm.
Инфрачервено поглъщане: в дългия диапазон на дължината на вълната светлинната вълна взаимодейства с решетката на влакната и част от енергията на светлинната вълна се прехвърля към решетката, което засилва нейните вибрации, като по този начин причинява загуба. Инфрачервеното поглъщане се причинява от молекулярни вибрации, които имат ефект върху оптичната комуникация в областта на дължината на вълната 1500-1700nm.

 

2, загуба на абсорбция на примеси
Загубата на абсорбция на примеси е, че оптичният материал съдържа желязо, мед, хром и други примесни йони, метални йони, колкото повече съдържание, толкова по-голяма е загубата, причинена от тях, те имат голямо влияние върху късите дължини на вълните, дългите дължини на вълните на въздействието на по-малката.
Използването на оптични материали с висока чистота, строг контрол на съдържанието на тези метални йони, може да ги направи причинени от загубата на бърз спад.

Другият е OH йони, OH йони имат по-голямо влияние върху загубата на оптични влакна. В 950nm, 1240nm, 1390nm дължина на вълната близо до пика на загубата на абсорбция, до 1390nm върху абсорбцията на най-сериозното, което често се чува за "пикова абсорбция на водата".

 

 

Второ, загуба от разсейване

Загубата от разсейване се дължи на неравномерна плътност на материала на оптичното влакно или на структурни дефекти на вълновода на влакното, като изтичане на оптична мощност от сърцевината, причинено от загубата.

Вътрешното разсейване е най-важното разсейване в разсейването на материала, мощността на загубата е линейно свързана със силата на режима на разпространение. Това се дължи на материалните атоми или молекули и структурата на материала на нехомогенността на индекса на пречупване на материала, което прави материала да произвежда микроскопична нехомогенност, причинена от разсейването на предаваните светлинни вълни. Това разсейване е присъщо на материала, не може да бъде елиминирано, е най-ниската граница на загуба на оптични влакна, Rayleigh разсейване, което принадлежи към тази категория.

 

Трето, загуба на радиация

Загубата на радиация се дължи на наличието на малки структурни колебания на интерфейса на обвивката на сърцевината, загубата, причинена от неравномерната структура на вълновода вътре във влакното.

Част от предаваната енергия ще бъде излъчена от сърцевината на влакното, когато структурата на влакното е неправилна и ще се превърне в режим на излъчване, така че загубата се увеличава.

Тази загуба може да бъде намалена чрез подобряване на технологията на производство.

 

Четвърто, загуба на огъване

Загубата при огъване е загубата, причинена от огъване на оста на оптичните влакна.

Всяка видима с просто око ос на влакното за изместване на права линия се нарича огъване или макроогъване.

Огъването на влакното ще доведе до свързване между режимите във влакното, когато режимът на разпространение на енергия се свърже с режима на излъчване или режима на изтичане, ще възникне загуба на огъване. Тази загуба нараства експоненциално с намаляване на радиуса на кривината.

Друг вид загуба е оста на влакното, за да се получи произволно състояние на странично изместване на микронно ниво, наречено загуба на микроогъване. Причината за микро-огъване е оптичното влакно в покритието, кабела, екструзионната обвивка, монтажа и други процеси, влакното е подложено на прекомерно неравномерно странично налягане или надлъжно напрежение, или производството на оптични влакна поради температурното разширение на покриващия слой или кожуха коефициентът на оптичното влакно не е същият и т.н.

За загуба на огъване, оптичните линии могат да използват кабел с ниска загуба на огъване или стриктно да следват индустриалните стандартни спецификации за полагане на кабели, разумен контрол на радиуса на огъване на оптичния кабел, доколкото е възможно, за да се намали загубата на огъване.

 

Ние сме специализирани в бизнеса с кабели с оптични влакна от близо 10 години и спечелихме много известни клиенти по целия свят с дългосрочно партньорство. Ако се интересувате от нашите влакна, моля свържете се с мен.

 

 

Контакт: