Relația dintre pierderea de transmisie a fibrei optice și lungimea de undă este o problemă importantă în domeniul comunicațiilor prin fibre optice, deoarece lungimi de undă diferite ale luminii vor întâlni mecanisme diferite de pierdere atunci când se propagă în fibrele optice. Pierderile din fibrele optice includ în principal pierderi de absorbție, pierderi de împrăștiere și pierderi de încovoiere, iar aceste mecanisme de pierdere sunt strâns legate de lungimea de undă a undelor luminoase. Acest articol analizează relația dintre cei doi.
1, Pierdere de absorbție
Pierderea de absorbție se referă la pierderea de energie cauzată de efectul de absorbție al materialului fibros însuși atunci când undele luminoase se propagă în materialul fibros. Materialele din fibră optică, în principal dioxid de siliciu (SiO2), absorb mai multă energie luminoasă la anumite lungimi de undă, cum ar fi vârful de absorbție a ionilor OH - în regiunea infraroșu și absorbția de tranziție a electronilor în regiunea ultravioletă. Fereastra tipică cu pierderi reduse este situată în jurul valorii de 850 nm, 1310 nm și 1550 nm, deoarece absorbția materialelor din fibre este minimă la aceste trei lungimi de undă.
2, Pierdere prin împrăștiere
Pierderile prin împrăștiere includ în principal împrăștierea Rayleigh și împrăștierea neliniară. Difuzarea Rayleigh este cauzată de neomogenitatea microscopică a materialelor din fibre optice, care poate determina o parte din energia undelor luminoase să devieze de la direcția lor inițială de propagare. Pierderea prin împrăștiere Rayleigh este invers proporțională cu a patra putere a lungimii de undă, ceea ce înseamnă că cu cât lungimea de undă este mai mare, cu atât este mai mică pierderea prin împrăștiere. La o lungime de undă de 1550 nm, pierderea de împrăștiere Rayleigh este minimizată.
Imprăștirea neliniară, cum ar fi împrăștierea Raman și împrăștierea Brillouin, este legată de lungimea de undă și intensitatea luminii și, în general, poate fi bine controlată în regiunea lungimii de undă.
3, Pierdere la îndoire
Pierderea la îndoire apare în timpul îndoirii fibrei, mai ales când raza de îndoire este mică. Când undele luminoase se propagă în fibre optice îndoite, unele dintre razele de lumină vor scăpa de placarea fibrei din cauza refracției, ceea ce duce la pierderi de energie. Relația dintre pierderea la încovoiere și lungimea de undă este complexă, dar în general vorbind, atunci când lungimea de undă este mai mare, pierderea la încovoiere este relativ mică, deoarece este mai probabil ca lumina cu lungime de undă lungă să rămână limitată în fibră.
Pierderea fibrei optice este relativ scăzută în cele trei ferestre de lungimi de undă de 850 nm, 1310 nm și 1550 nm, pierderea în fereastra de 1550 nm fiind cea mai mică, variind de la 0,19 dB/km până la 0,25 dB/km, făcând 1550 nm {7} fibră optică de lungă distanță preferată. comunicare. În plus, datorită dispersiei mici a fibrelor optice la o lungime de undă de 1550 nm, acestea au, de asemenea, avantaje în transmisia cu viteză mare-.
Alegerea lungimii de undă corespunzătoare este importantă pentru optimizarea performanței sistemelor de comunicații prin fibră optică. Luând în considerare factori precum pierderea, dispersia, efectele neliniare și costul, se face de obicei o alegere între cele trei lungimi de undă de 850 nm, 1310 nm și 1550 nm pentru a îndeplini cerințele diferitelor aplicații. De exemplu, rețelele locale cu rază scurtă de acțiune-poate utiliza 850 nm, în timp ce rețelele principale de-distanță lungă tind să utilizeze 1550nm.
