Градиентные стекловолокна как способ понижения межмодовой дисперсии
Назовем луч АС, распространяющейся вдоль оси симметрии волокна, центральным и обозначим отрезок АС = lC (в соответствии с рисунком 3.15). Для луча АС АПП = nC. Для луча АВ длина траектории l > lC, а среднее значение АПП = n < nC. Скорость распространения луча АС VC=С/nC. Среднее значение скорости света, вдоль АВ = l, = С/n. Поскольку nC > n, VC < . Время распространения света по траектории АС tC = lC /VC. Время распространения света по траектории АВ t = l / . Поскольку выполняется система неравенств lC < l, VC < , подбором профиля распределения АПП n(х), в соответствии с рисунком 3.17, можно добиться выполнения равенства tC = t, и свести к минимуму межмодовую дисперсию tMM, определяемую формулой (3.24). Следует, однако, заметить, что приведенное в разделах 3.9 ¸ 3.11 рассуждение справедливы лишь для «прямых» лучей, распространяющихся в плоскости ABCD, проходящей через ось симметрии волокна и его диаметр (в соответствии с рисунком 3.16). Рисунок 3.16 – Траектория «прямого» луча
Для «косых» лучей, не лежащих в вышеуказанной плоскости, траектория представляет собой винтовую линию (в соответствии с рисунком 3.17). Это значительно увеличивает длину траектории l и равенство tC = t перестает выполнятся, а величина tММ начинает возрастать. Рисунок 3.17 – Траектория «косого» луча
Формы распределения профиля абсолютного показателя преломления в стекловолокнах: форма распределения профиля АПП в градиентных СВ достаточно хорошо может быть представлена формулой общего вида (3. 39) где R – радиус СВ; nC – АПП на оси симметрии СВ; e = A2/2n , а – радиус центральной части СВ; – номинальная числовая апертура СВ; n0 – АПП оболочки СВ. Согласно (2.39), при R = 0, n(R) = nC. При 0 < R < a значения n(R) определяются коэффициентом g, который задает форму профиля АПП. Параболический профиль: одним из самых распространенных профилей в современных СВ является параболический, для которого g = 2. Такой профиль показан на рисунке 3.18 и, согласно (3.39), ему соответствует формула (3.40) Рисунок 3.18 – Параболический Рисунок 3.19 – Ступенчатый профиль распределения АПП профиль распределения АПП в СВ в СВ
При R = 0, n(R) = nC. На границе «центр-оболочка» R = a и, согласно (3.39) и (3.40), имеем , , n(a) = n0. (3.40) ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|