главная   оптика   волоконная оптика   спектроскопия   лазеры   лазерные системы
 
     
 
Оптика
Волоконная оптика /
  Распространение света в оптоволокне
  Волоконная оптика. Основные понятия
  Окна прозрачности оптического волокна
  Числовая апертура оптоволокна
  Потери в оптоволокне
  Оптические волноводы
  Профили показателя преломления оптоволокна
  Связь мод (mode coupling) в оптоволокне
  Изготовление и структура оптоволокна
  Волоконные лазеры и усилители
  Приборы и устройства на основе оптоволокна
  Оптоволоконная связь
  Комплектующие и оборудование для работы с оптоволокном
Спектроскопия
Лазеры
Лазерные системы
Телекоммуникации и связь
 
Выставки и конференции
Новости науки и лазерной техники
 
О проекте
Ссылки

 

Ступенчатый профиль показателя преломления оптоволокна

Материал подготовлен Анастасией Джарты

 

 

Ступенчатый и градиентный профиль показателя преломления оптоволокна

Оптоволокно может иметь различные профили показателя преломления. Свет может удерживаться в волокне за счёт отражения на границе воздух - стекло, но такие волокна используются только в декоративных осветителях.

Самый простой профиль показателя - прямоугольный, где показатель преломления постоянен в пределах сердцевины волокна (верхнее и нижнее волокно на рисунке), и выше, чем в оболочке. Волокна этого типа называются волокнами со ступенчатым профилем показателя преломления.

Для расчетов в волоконной оптике часто используют упрощенный ступенчатый профиль показателя преломления, даже при том, что стандартные методы производства часто приводят к существенным отклонениям в простых ситуациях. В частности, основной причиной сильного снижения профиля показателя преломления в центре является испарения примесей в период осаждения заготовки (предполагается, что выполнение производится с химическим осаждением паров). Для профилей, отклоняющихся от ступенчатого профиля показателя преломления, шаг профиля эффективного показателя может быть определен так, что свойства аналогичны свойствам реального показателя профиля.
 

Функции, описывающие моды воловкна со ступенчатым профилем показателя преломления Световые моды, распространяющиеся в волокне со ступенчатым профилем показателя преломления волокна могут быть описаны одной из бесселевых функций, умноженной на экспоненциальный множитель фазы ехр(i β z) (с постоянной распространения β) для описания продольного изменения фазы. Что касается радиальной зависимости, напряженность поля в ядре пропорциональна нулевой функции Бесселя первого рода, а описание моды в оболочке волокна дается модифицированной функцией Бесселя второго рода. Функция, описывающая интенсивность электрического поля моды и ее первой производной всегда непрерывна на границе сердцевины и оболочки.

Различные параметры волокна, в частности, числовая апертура и количество V, изначально определены только для ступенчатым профилем показателя преломления волокна, хотя эффективные значения иногда используются и для других типов волокон. Для больших V значений, число мод пропорционально V2.

Отклонения от ступенчатого профиля показателя преломления могут возникнуть в результате определенных методов изготовления волокна. В некоторых случаях, такие особенности, намеренно используются для достижения определенных оптических свойств. Например, в области со сниженным показателем преломления сердцевины и оболочки можно ввести дополнительные волны отсечки, при превышении которого распространения потери становятся очень высокими.
 

 
Кафедра Лазерной техники БГТУ 'Военмех'

Онлайн-конвертер

 
         
 
  разработка сайта NINSIS   190005, Санкт-Петербург, ул. 1-я Красноармейская, д. 1
тел/факс: +7 (812) 316-49-09
www.laser-portal.ru