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]

.Рис. 10.14. Измерение волны отсечки одномодового волокна методом переда-* ваемой мощности

Непосредственный метод измерения Xq (метод передаваемой мощности) основан на том, что на волне отсечки вследствие перераспределения мощности излучения между модами мощность падает.

На рис. 10.14 приведена схема измерений. Одномодовое волокно 4 возбуждается от перестраиваемого лазера 1 через устройство ввода 2 и фильтр оболочечных мод 3. Через то же устройство ввода возбуждается опорное многомодовое волокно 5. Выходы фотоприемников б подключены к блоку 7, выдающему на своем выходе разность уровней (в децибелах) мощностей на выходе 4 н 5. Таким образом, оконечный индикатор 8 дает нормированную мощность (относительно Р мощности на выходе многомодового волокна). Введение дополнительного многомодового волокна устраняет влияние изменения входной мощности при перестройке лазера и обеспечивает возможность наблюдения спада мощности на выходе при = 0- Длина измеряемого образца выбирается около 2 м.

Разновидностью этого метода является метод изгиба, который основан на том, что в изогнутом волокне возникает дополнительное затухание, зависящее от длины волны а„(Я.). Волокно, как и в предьщущем случае, возбуждается перестраиваемым лазером. В качестве опорного волокна, относительно которого нормируется мощность, выбирается это же волокно, намотанное на бобину с радиусом, при котором потери на изгиб практически отсутствуют (i?200 мм). Определяют зависимость выходной мощности от длины волны РСк) при сохранении постоянства мощности на входе волокна. При тех же условиях ввода излучения волокно наматывается на каркас радиусом 10-15 мм. При этом потери на изгиб достаточно существенны.

Далее измеряется зависимость мощности на выходе изогнутого волокна от длины волны Р„{Ц. В результате получаем потери на изгиб, нормированные относительно прямолинейного волокна:




Рис. 10.15. Зависимость диаметра w поля первой моды от длины волны (Х)

При Х - Хс а{Х) имеет максимум. Значение волны отсечки можно также получить исходя из зависимости w{X). Для этого определяем описанным выше способом значение w для различных длин волн. График такой зависимости имеет характер кривой, представленной на рис. 10.15. Погрешность измерений длины волны отсечки около ±(0,005-0,01) мкм.

Значение можно найти также на основании указанного ранее принципа эквивалентного ступенчатого волокна. При этом используется соотношение

w=4a

0,654-1,619

InaNA

+ 2,879

2naNA

, (10.23)

где 2а и NA относятся к эквивалентному волокну со ступенчатым профилем п{г).

.Выбираем два значения X. и Х2, для которых измеряем затухание в зазоре a(Ai) и «(2) указанным выше способом.

Из (10.22) находим wiX) и w Х2), соответственно получаем два уравнения вида (10.23). Из их совместного решения находим значения 2а и NA эквивалентного волокна. Используя выражение (10.21), находим

10.5. ИЗМЕРЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Отклонения геометрических размеров сердцевины от номинальных значений существенно влияют на характеристики передачи, и в том числе на затухание. Степень и характер влияния указанных отклонений зависят от длины участков волокна, на которых эти отклонения имеют место.

Отклонения диаметра оболочки при достаточной ее толщине слабо сказываются на характеристиках передачи. В частности, в одномодовых волокнах, где толщина оболочки больше, чем у многомодовых, отклонение от геометрических размеров, определенное по внешнему диаметру в пределах нескольких микрометров, практически не влияет на одномодовый режим. Однако контроль размеров оболочки является необходимым для обеспечения требований стандартизации



устройств разъемных соединений и ввода в аппаратуру, входящую в состав оборудования ВОСП и устройств измерений. Согласно существующим рекомендациям МККТТ и при-нятым стандартам диаметр сердцевины многомодовых во-Кдокон принят равным й?с = 50мкм, а оболочки й?о=125мкм. Вледует, однако, также указать на стандартизованный ряд возможных соотношений djdo. 80/125; 90/125; 100/140; 100/200. Использование этого ряда возможно в дальнейшем, в частности, при переходе к более длинноволновой части спектра ИК-диапазона волн.

В целях унификации и обеспечения требуемых механических параметров диаметр внешней оболочки одномодовых волокон» для диапазона длин волн ?t= 1,3- 1,55 мкм также выбран равным 125 мкм. Диаметр сердцевины этих волокон для того же диапазона волн 2а = (9-н 11) мкм.

Допуск на отклонение от номинала внешнего диаметра равен ±2,4% (для одномодовых и многомодовых волокон). Допуск на диаметр сердцевины составляет +6%. Неконцентричность окружности оболочки относительно центра сердцевины не должна превышать 6%. Значение эллиптичности .(Оболочки не должно превьппать 2,4%, а сердцевины - 6%). I. Внешний диаметр волокна контролируется еще в процессе [ вытяжки, причем датчик, контролирующий эту величину, вырабатывает сигнал обратной связи системы автоматического управления процессом вытяжки волокна. Таким образом, поддерживается режим, обеспечивающий постоянство величины d в заданных пределах.

Существующие системы такой автоматизации позволяют получить стабильность размеров диаметра d на длине волокна 1 км около ±0,5%. Независимо от контроля значения d в процессе вытяжки измерение геометрических параметров может быть также выполнено на готовом изделии.

Разрешающая способность средств измерения этих параметров должна быть 0,1-0,01 мкм. Измерения диаметров do и d, а также отклонений сечения от круглого производятся визуальными методами с применением микроскопов. Более точные измерения используют интерферометрические методы в различных их вариантах. Эти методы имеют специфические особенности, выходящие за рамки изложения материала настоящей книги, поэтому их описание нами опускается.

10.6. ИЗМЕРЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ И КЛИМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Измерение механических характеристик ОВ. Оптические волокна, входящие в конструкцию ОК в качестве его основного рабочего элемента, являются наиболее уязвимыми для всех



[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