Studierea Parametrilor Fibrei Optice

1. Scopul lucrării: studierea şi calculul parametrilor geometrici, optici şi de transmisiune ai fibrelor optice; studierea construcţiei cablurilor optice.

2. Noţiuni teoretice:

Parametrii geometrici ai fibrelor optice. Parametrii geometrici de bază ai fibrelor optice sunt:

– diametrul miezului;

– diametrul învelişului;

– diametrul stratului protector;

– forma eliptică a miezului;

– forma eliptică a învelişului;

– inconcentricitatea miezului şi învelişului.

Fig.1.1. Parametrii neomogenităţilor în fibra optică; a – forma eliptică; b – inconcentricitatea miezului şi învelişului fibrei optice

Calcul a fibrei monomod:

Date iniţiale:

Diametrul miezului 2a = 8,5 μm;

Diametrul învelişului 2b = 125 μm;

Indicele de refracţie: n1 =1.4660; n2 =14589;

Lungimea de undă: λ =1,55 μm;

Lungimea liniei l =30 km;

Lărgimea spectrala a laserului Δλ =2 nm.

Calculul se efectuează în felul următor:

1) valoarea relativă a indicilor de refracţie:

;

2) apertura numerică:

3) frecvenţa normată

;

4) frecvenţa critică (pentru transmiterea monomod coeficientul pnm = 2,405)

;

5) lungimea de undă critică

6) pierderi de energiei la absorbţie

7) pierderi la împrăştiere

;

8) pierderi totale

dB/km

9) pierderi în diapazonul infraroşu (pentru λ =2 μm)

;

unde C şi k – coeficienţi constanţi, egali, de exemplu, pentru cuarţ C = 0,9; k = (0,7.. .0,9)10-6 m.

10) dispersia ghid de undă

;

11) dispersia materială

;

12) dispersia rezultantă

;

13) banda de trecere

;

14) graniţele de schimbare a vitezei de fază:

15) graniţele de schimbare a rezistenţei de undă:

Cablul de magistrală ОКЛ este fabricat din fibre monomod cu miezul de diametrul 10 m, conţine două modificaţii: cu conductoare din cupru cu diametrul de 1,2 mm pentru alimentarea la distanţă a regeneratoarelor (fig.13) şi fără conductoare din cupru cu alimentarea de la reţeaua locală sau surse autonome termoelectrogeneratoare.