Особенности потерь в разъёмных соединениях

Внутренние потери определяются факторами, которые невозможно контролировать (достичь их улучшения при заделке волокна в соединитель), а именно парной вариацией диаметров сердцевин, показателей преломления, числовых апертур, эксцентриситетов сердцевина/оболочка и концентричностей сердцевины у волокон с разных сторон. Причем следует аддитивно учитывать все эти потери. Можно ожидать случайное изменение этих факторов даже в том случае, когда волокна одинакового стандарта или с одной и той же катушки.

Внутренними причинами оптических потерь являются:

1) допуски на различные размеры световодов;

2) различие диаметров модовых полей стыкуемых световодов;

) некруглость сердцевины.

Внешние потери в соединителях возникают вследствие несовершенства, как самой конструкции соединителя, так и процесса сборки оптического шнура. Внешние потери зависят от таких факторов как:

) механическая нестыковка (угловое смещение, радиальное смещение, осевое смещение);

) френелевского рассеяния на неоднородностях;

) шероховатости на торце сердцевины;

) загрязнение между торцами волокон;

) в зазоре между волокнами среда имеет показатель преломления отличный от показателя преломления сердцевины волокна.

Потери мощности оптического сигнала из-за различия числовых апертур соединяемых ОВ происходят, если числовая апертура передающего ОВ больше числовой апертуры принимающего, и вычисляются по формуле:

, дБ (10)

где NAприним - апертура принимающего оптоволокна; NAпередающ - апертура передающего волокна.

Если же числовая апертура передающего ОВ меньше числовой апертуры принимающего ОВ, то рассогласование апертур не вносит потерь. При этом часть оптической мощности распространяется в покрытии принимающего ОВ. Эти потери определяются по формуле:

, дБ (11)

где Dприним - диаметр сердцевины принимающего ОВ; Dпередающ - диаметр сердцевины передающего ОВ.

В одномодовых ОВ различие диаметров сердцевин приведёт к различию диаметра поля моды. Диаметр поля моды увеличивается по мере увеличения длины волны. Для одномодового ОВ со ступенчатым профилем показателя преломления существует взаимосвязь между радиусом поля моды (w) и радиусом сердцевины ОВ (a):

, (12)

где V - нормированная частота:

V=2π

Неконцентричность - это расстояние между центрами сердцевины и покрытия ОВ. Их несовпадение приводит к увеличению затухания в разъёмном соединении.

Рисунок 5 - Неконцентричность и овальность сердцевины волокна

Наличие овальности сердцевины приводит к тому же эффекту, что и различие диаметров сердцевин соединяемых волокон. В этом случае величина затухания будет зависеть от угла между осями d соединяемых волокон, будет максимальным при 90, и изменяться с каждым подключением. По результатам расчетов известно, что эллиптичность сердцевины в 5% приводит к величине вносимых оптических потерь до 0,1 дБ.

Потери при радиальном смещении волокон определяются по формуле:

(13)

Прочтите также:

Расчет электронного фильтра аналогового сигнала
Разработать фильтр аналогового сигнала. Устройство должно содержать 3 канала фильтрации аналогового сигнала: . Фильтр низкой частоты 5 порядка с частотой среза 400 Гц. Сопроти ...

Система управления роботизированной платформой перемещения предметов
Несмотря на то что современная технология переводит все на уровень сверхбольших чипов и микросхем и в большинстве случаев ремонт представляет собой замену блоков или в крайнем случае чип ...

Инженерно-психологическое и эргономическое проектирование Монитора пациента
В настоящее время непрерывно расширяется область применения методов регистрации параметров биосигналов в практических и исследовательских задачах. Современный уровень научных достижений ...