новая папка 1 / 565080
.pdf8.6.Выполните расчет теоретического значения потерь из-за радиального рассогласования по формуле (3) приложения.
8.7.Результаты измерений и расчетов занесите в табл.3.
8.8.Построить теоретический и экспериментальный графики зависимо-
сти потерь за счет радиального рассогласования от относительной величины рассогласования r r / a .
Табл.3 Исследование потерь от величины радиального рассогласования
Относитель- |
Значение ра- |
Значе- |
Значение |
Потери за счет |
|
ная величина |
диального |
ние |
уровня мощ- |
радиального рас- |
|
радиального |
рассогласо- |
уровня |
ности при |
согласования Ar , |
|
рассогласо- |
вания |
мощно- |
осевом рассо- |
дБ |
|
вания |
r , мкм |
сти р0 , |
гласовании |
|
|
экспери- |
рас- |
||||
|
|
дБ |
pi , дБ |
мент |
чет |
|
|
||||
¼ |
|
|
|
|
|
½ |
|
|
|
|
|
¾ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
9. Сопоставить теоретические и экспериментальные зависимости потерь соединения волокон от степени рассогласования: осевого, углового и радиального. Сделать выводы по работе.
Приложение
Одним из основных видов соединений оптических волокон является механическое разъемное соединение. Отличительной особенностью этого соединения является возможность его многократного использования без ухудшения оптических параметров линии.
Основными элементами соединения являются оптические разъемы (коннекторы (рис.3)) с закрепленными в них оптическими волокнами и розетки (адаптеры), осуществляющие стыковку разъемов (рис. 4). В настоящее время существует широкий ассортимент различных типов оптических разъемов и адаптеров (рис.3-4).
Основные требования к оптическим разъемам:
-малые вносимые потери;
-малое обратное отражение;
-устойчивость к механическим, климатическим воздействиям;
-простота конструкции;
-повторяемость оптических параметров при многократной коммута-
ции.
11
|
Коннектор LC |
|
Коннектор FC |
Коннектор |
|
|
FC/APC |
|
|
Коннектор |
|
|
MTRJ |
|
|
Коннектор DIN |
|
Коннектор SC |
Коннектор |
|
|
SC/APC |
|
|
Коннектор E |
|
|
Коннектор MU |
|
Коннектор SC duplex |
Коннектор ST |
|
Рис.3. Оптические разъемы |
Рис.4. Оптические розет- |
|
|
(коннекторы) |
ки (адаптеры) |
Основным показателем качества оптического коннектора является величина вносимых потерь: a 10 lg( Pвых / Pвх ) , дБ. Здесь Pвх - мощность оптического излучения на входе соединителя; Pвых - мощность оптического
излучения на выходе соединителя.
Оптические потери в коннекторном соединении (сборке) могут быть вызваны целым рядом причин, условно разделяемых на две группы:
-вносимые потери;
-повторяемость оптических параметров при многократной коммута-
ции.
К оптическим потерям соединителя, определяемыми внешними причинами относятся:
-потери за счет осевого рассогласования;
-потери за счет углового рассогласования;
-потери за счет радиального рассогласования;
-потери за счет за счет френелевского отражения из-за наличия микротрещин при плохой полировки торцов наконечников.
Потери за счет осевого рассогласования зависят от величины осевого смещения ОВ, радиуса поля моды ОВ, показателей преломления сердцевины волокна внешней среды и рассчитываются по формуле:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
16n 2 n2 |
|
||||
А 10 log |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, дБ (2) |
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
n |
4 |
|
|||||
z |
|
|
z |
|
2 |
|
n |
0 |
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
2 n0 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где z - осевое рассогласование, мкм;
12
1 - радиус поля моды ОВ, мкм (принимать равным 4,6 мкм на длине волны 1310 нм и 5,2 на длине волны 1550 нм);
n1 - показатель преломления среды между волокнами в соединении (для
воздуха равен 1);- длина волны источника излучения, мкм.
n0 - показатель преломления сердцевины ОВ (принимается равным 1,4672 на длине волны 1550 нм и 1,4677 на длине волны 1310 нм);
z 
a, dB
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
00 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
|
|
|
|
|
z, m |
|
|
|
|
|
Потери за счет углового рассогласования зависят от величины угла рассогласования, диаметра поля моды, показателя преломления среды и рассчитываются по формуле:
|
|
|
|
n |
|
|
2 |
|
A 10 log exp |
|
0 |
|
0 |
|
, дБ, (3) |
||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где - угол рассогласования в радианах;0 - диаметр поля моды (принимать равным 9,2 мкм на длине волны 1310 нм и 10,4 мкм на длине волны 1550 нм).
13
2.5
2
1.5
a, dB
1
0.5
00 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
3 |
Потери за счет радиального рассогласования зависят от величины радиального рассогласования и диаметра сердцевины ОВ и рассчитываются по формуле:
|
|
|
|
|
r |
|
Ar |
10log exp |
|
||
|
|
||||
|
|
|
|
|
0 |
где r |
|
|
|
|
|
- радиальное рассогласование, мкм. |
|
||||
2
, дБ, (4)
r |
6
a, dB
5
4
3
2
1
00 |
0.5 |
1 |
1.5 |
2 |
2.5 |
3 |
3.5 |
4 |
4.5 |
5 |
|
|
|
|
|
r, m |
|
|
|
|
|
14