§ 3.3. Волоконные элементы
Передача оптического излучения вдоль волокна происходит за счет полного внутреннего отражения от его стенок.
Собранные в жгут волокна передают оптическое излучение независимо друг от друга. Волокна в жгуте укладываются в виде квадрата или шестиугольника.
Волоконная оптика широко применяется в техники передачи о обработки информации.
Недостатки волоконной оптики: сложная технология изготовления высококачественных волокон, большие световые потери, необходимость применения специальных устройств, для ввода и снятия информации.
В зависимости от показателя преломления оптические волокна подразделяются на ступенчатые и градиентные.
Световод называется ступенчатым, если показатель преломления остается постоянным в пределах сердцевины.
В случае градиентного волокна показатель преломлении является монотонно убывающей функцией радиуса в пределах его сердцевины.
Волокна световодов изготавливают из кварцевого стекла (кварц-кварц), они обладают наименьшими потерями на поглощение, из многокомпонентных стекол(стекло-стекло), из полимерных материалов.
Волокна из полимерных материалов имеют высокие потери (около 20 дб/км) но обладают высокими механическими характеристиками, дешевы.
В основном изготавливают из полиметилметакрилата.
Выпускаемые
оптические кабели связи имеют следующие
затухания на длинах волн
0,85
,
3
– 5
;
1,3
,
1
;
1,55
,
0,4
.
Рассмотрим структуру волоконно-оптической системы связи (рис. 3.7).
1 – кодер,
2 – модулятор,
3 – источник излучения,
4 – согласующее оптическое устройство,
5 – волоконно–оптический кабель,
6 – линейный регенератор,
7 – оптическое приёмное устройство,
8 – фотодекодер,
9 – усилитель,
10 – демодулятор,
11 – декодер (преобразователь кода).
Пример оптоволокна
Оптоволоконный кабель для передачи информации
Входной электрический сигнал поступает на преобразователь кода, где кодируется в код, используемый в данной линии. В модуляторе осуществляется модуляция оптической несущей источника излучения. Световой сигнал через согласующее устройство 4 передается по линейному тракту. И через приемное устройство подается на фотодекодер. Усиливается, демодулируется и декодируется.
Длина участков регенерации уменьшается с увеличением скорости передачи информации. L=500м-500км.
3.5 Материалы применяемые для изготовления оптических деталей.