1. Многомодовое волокно
Когда геометрический размер волокна (в первую очередь диаметр сердцевины d1) значительно превышает длину волны света (около 1 мкм), в волокне будет существовать множество, а то и сотни, мод распространения. Различные моды имеют разные скорости и фазы распространения, что приводит к задержке и усилению оптических импульсов после передачи на большие расстояния. Это явление называется модальной дисперсией (также известной как межмодовая дисперсия). волоконная оптика.
Модальная дисперсия сужает полосу пропускания многомодового волокна и снижает его пропускную способность, поэтому многомодовое волокно подходит только для волоконно-оптической связи малой пропускной способности.
Распределение показателя преломления многомодового волокна преимущественно параболическое, то есть показатель преломления в нем изменяется с увеличением интенсивности. Диаметр сердцевины составляет приблизительно 50 мкм.
2. Одномодовое волокно
Когда геометрические размеры волокна (в основном диаметр сердцевины) близки к длине волны света, например, диаметр сердцевины d1 находится в диапазоне 5-10 мкм, волокно пропускает только одну моду (основную моду HE11), а остальные моды более высокого порядка отсекаются; такие волокна называются одномодовыми волокнами.
Поскольку одномодовое волокно имеет только один режим распространения и позволяет избежать проблемы дисперсии мод, оно обладает чрезвычайно широкой полосой пропускания и особенно подходит для высокоскоростной волоконно-оптической связи. Поэтому для обеспечения одномодовой передачи параметры волокна должны удовлетворять определенным условиям. Расчет производится по формуле, согласно которой для волокна с числовой апертурой NA=0,12 для обеспечения одномодовой передачи при длине волны выше λ=1,3 мкм радиус сердцевины волокна должен быть ≤4,2 мкм, то есть диаметр сердцевины d1≤8,4 мкм.
Поскольку диаметр сердцевины одномодового оптического волокна очень мал, к процессу его производства предъявляются более строгие требования.
Дата публикации: 10 января 2023 г.
