Расчет оптических параметров волокна
Оптическое волокно одномодового типа известно под стандартом G.652, разработанным для диапазона длин волн 1,31 мкм.
Диаметр сердцевины данного волокна определяется выражением:
[м], (3.2.1)
где - длина волны, распространяющейся по волокну;
- нормированная частота;
- показатели преломления сердцевины и оболочки соответственно.
Рассчитаем диаметр сердцевины волокна при (граничное условие одномодового режима):
(м), (3.2.2)
Существует критический угол падения - внутренний угол падения на границу раздела двух сред, при котором угол преломления .
Исходя из закона преломления света:
, (3.2.3)
где - угол падения;
- угол преломления.
Рисунок 3.2.1 - Ход лучей в оптическом волокне
Поскольку , то
, (3.2.4)
(3.2.5)
Важным параметром, характеризующим оптическое волокно, является числовая апертура . Она связана с максимальным углом вводимого в волокно излучения из свободного пространства, при котором свет испытывает полное внутреннее отражение и распространяется по волокну.
, (3.2.6)
, (3.2.7)
, (3.2.8)
. (3.2.9)
Нормированная частота, характеризующая волокно и распространяющуюся по нему волну, определяется как:
, (3.2.10)
где - диаметр сердцевины волокна;
- длина волны, распространяющейся по волокну.
Волокно G.652 разработано для диапазона длин волн 1310 нм, рассчитаем нормированную частоту при нм и мкм.
. (3.2.11)
Минимальная длина волны, при которой волокно поддерживает только одну распространяемую моду, называется длиной волны отсечки.
Волоконная длина волны отсечки:
[м], (3.2.12)
(м). (3.2.13)
