Главная  Развитие оптической связи 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [ 61 ] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

рределенные неоднородности, например, в виде микроизгибов постоянной формы (в частности, в виде синусоиды) или в виде распределенных по длине регулярных неоднородпостей путем помещения отрезка волокна в металлическую оболочку с остаточными, сжимающими это волокно напряжениями. Скремблер также реализуется в виде отрезка волокна, намотанного в виде спирали на цилиндр, радиус которого около (10-20) Кы, где Rmin-критический радиус, при котором данное волокно разрушается. Число витков приблизительно равно 5-10.

Механизм действия скремблера заключается в том, что благодаря внесению в него регулярных неоднородностей происходят следующие процессы: моды высоких порядков (более высоких, чем те, которые могут распрострапятьс!я по скрем-блеру) интенсивно излучаются (этим модам соответствуют лучи, распространяющиеся под большими углами, в лучевом описании).

На неоднородностях скремблера возникают связи между отдельными модами, приводящие к частичному переходу энергии от одних мод к другим, а также к появлению мод, которые не могут распространяться в данном волокне и поэтому излучаются в окружающее пространство, что создает дополнительные потери на рассеяние. В то же время часть энергии высших мод переходит в .энергию низших, увеличивая их мощность. В результате такого преобразования мод, т. е. частичного перехода энергии из одних мод в другие, диаграмма излучения нормализуется и возникает установившееся поле излучения. Скремблер обладает повышенным затуханием (по сравнению с волокном, на основе которого он выполнен), однако его значение не входит в измеряемое затухание.

Наиболее простым и удобным фильтром, устраняющим оболочечные моды, является небольшая часть волокна в виде петли, погруженной в сосуд, наполненный иммерсионной жидкостью, которая имеет тот же показатель преломления, что и оптическая оболочка этого волокна. Оболочечные моды высвечиваются в иммерсионную жидкость. Иммерсионная жидкость может быть заменена абсолютно поглощающей, роль которой практически может выполнить черная тушь.

Другим возможным вариантом фильтра является намотанное на цилиндрическую основу волокно с числом витков 4-5. Если 1а-диаметр сердцевины волокна; -ее показатель преломления; Л-числовая апертура, то минимальное значение диаметра цилиндра должно быть

ЦЬ D,, = %nlalNA.

Затухание такого фильтра будет в (l+la/D„,i„) раз больше затухания волокна, намотанного на этот цилиндр.

Возможным решением, обеспечивающим установившуюся структуру поля и одновременно устраняющим оболочечные



моды, является применение отрезка волокна (с параметрами, идентичными тем, которые имеет измеряемое волокно), длина которого не менее длины нормализации /д, этого волокна. Такой отрезок волокна применяется в компактном виде (циливдрическая намотка).

Так как длина нормализации в зависимости от значений первичных параметров измеряемого волокна может изменяться в пределах от сотен метров до нескольких километров, то применение такого устройства имеет ограниченный характер.

Наличие установившейся структуры поля в ОВ может быть установлено по значениям удельных коэффициентов затухания, измеренных для различных длин данного волокна: 1, /2. Если коэффициенты затухания, соответствующие этим длинам, ai=a2, то можно считать, что структура поля уже равновесна па длине наименьшей из данных длин, причем значение 1ц пе более этой длины.

Определение установившейся структуры поля по измерениям па выходе волокна в дальней зоне диаграммы излучения является более трудоемкой операцией и представляет специальный интерес.

Существуют различные методы измерений затухания ОВ и ОК.

Классификация этих методов и соответствующая им терминология пе являются однозначными. Ниже приведена классификация, в достаточной мере отражающая суть реальных методов:

1) двух точек;

2) двух длин («обрывной» метод);

3) замещения;

4) сравнения с отраженным сигналом;

5) обратного рассеяния.

Каждый из этих методов имеет свои модификации, характеризуемые частными способами измерения величин, на основании которых определяется затухание.

Метод двух точек. Этот метод является по своей сути наиболее простым и заключается в измерениях мощности Pq, вводимой в ОВ (кабель), и мощности, излучаемой на его выходе. Очевидно, что затухание, дБ, измеряемого объекта

a = 101g(P,/Po). (10.1)

Следовательно, коэффициент затухания, дБ/км

а=а, .

Точность измерения затухания, даваемая этим методом, зависит от двух факторов: точности показаний прибора, измеряющего мощность (или величину, ей пропорциональную); точности определения доли мощности, вводимой в измеряемое



"Рис. 10.1. Схема измерения затухания ОК (или ОВ) методом двух точек: ;-излучатель; 2-скремблер; 3-поглотитель (фильтр) оболочечных мод; 4-калиброванный отрезок волокна;- 5-калиброванный разъем; 6-калиброванная половина разъема; 7-измеритель (или индикатор) мощности; 8-измеряемый кабель

ВОЛОКНО. Первый из этих факторов является очевидным. Остановимся на втором.

Измерение мощности на выходе излучателя не является проблемой, однако эта мощность неадекватна мощности, введенной в измеряемый объект, вследствие потерь па вводе; определение этих потерь с необходимой точностью затруднительно.

Поэтому возможны два решения: определение и учет с нужной точностью значения потерь па вводе энергии в волокно в каждом случае измерений; снижение этих потерь до заведомо малого (пренебрежимого) значения.

Очевидно, как в первом, так и во втором варианте точность измерений затухания будет ограничиваться точностью учета (или обеспечения малости) значения потерь па вводе.

Второе решение является более конструктивным. На рис. 10.1 представлена функциональная схема измерения, соответствующая этому методу.

Источником возбуждения измеряемого кабеля является по существу не излучатель 1, а половина калиброванного разъема на выходе поглотителя оболочечных мод. Таким образом, 1половина разъема представляет собою излучатель равновесной "структуры поля.

Во вторую половину калибровочного разъема закладывается входной торец измеряемого волокна. Диаметр сердцевины калибровочного отрезка волокна 4 и его числовая апертура заведомо меньше таковых измеряемого волокна. Разъем снабжен микроманипулятором, дающим возможность плавно с большой точностью юстировать разъем относительно торца измеряемого волокна так, чтобы мощность (или показания 1рибора 7, пропорциональные мощности), контролируемая на конце кабеля /, была максимальной.

Определив показание yi прибора на конце кабеля, разъем размыкают и измеряют тем же прибором мощность Уо излучения калиброванным волокном 4 в разъеме 5. Очевидно, что при соблюдении указанных выше условий (для Диаметров сердцевины, числовых апертур и оптимальной



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [ 61 ] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86]

0.0009