Лазерные системы обработки и передачи информации

Скачать в pdf «Лазерные системы обработки и передачи информации»


Характер распространения света в ступенчатом волокне иллюстрирует рис. 4.9.

Рис. 4.9. Ввод излучения и распространение света в ступенчатом оптоволокне:


1 — центральная мода (осевой луч); 2 — мода распространения; 3 — критическая мода;


4, 5 — моды утечки


Часть излучения диффузного источника света в пределах угла 20А способна распространяться вдоль волокна без существенных потерь (моды 1, 2 и 3). Луч, вошедший под критическим углом, также претерпевает многократные полные внутренние отражения на границе раздела «сердцевина -оболочка».


Оставшаяся часть излучения, находящаяся за пределами конической апертуры с углом раскрыва 20А, не способна распространяться на сколь-нибудь значительное расстояние, так как выходит за пределы сердцевины и быстро затухает в оболочке (это моды утечки 4 и 5).


При распространении света в оптоволокне наблюдаются два основных физических явления:


1.    Ослабление света;


2.    Дисперсия.


Ослабление света вызвано потерями при распространении оптического излучения в оптоволокне, которые обусловлены несколькими причинами. Укажем основные:


•    поглощение света в материале сердцевины;


•    примесное поглощение;


•    релеевское рассеяние в сердцевине и оболочке;


•    рассеяние на неоднородностях.


Дисперсия света связана с изменением скорости распространения световой волны в среде.


Различают несколько видов дисперсии:


•    межмодовая дисперсия в многомодовых волокнах;


•    материальная дисперсия;


•    волноводная дисперсия;


•    хроматическая дисперсия;


• поляризационно-модовая дисперсия.


С точки зрения физики поглощение и дисперсия света являются следст


вием взаимодействия оптического излучения с атомами и молекулами вещества. Механизм взаимодействия довольно сложен. В разных областях спектра превалируют ориентационные эффекты, атомные и электронные резонансы (рис. 4.10).

Скачать в pdf «Лазерные системы обработки и передачи информации»