Оптоэлектроника и волоконная оптика. Гуртов В.А. - 27 стр.

мени.
     Это расплывание называется модовой дисперсией. Импульс света, кото-
рый имел первоначально узкий, строго определенный профиль, в дальнейшем
расширяется во времени. Дисперсия может быть обусловлена несколькими
причинами. Модовая дисперсия возникает в результате различных длин траек-
торий, соответствующих различным модам волокна.
     Типичное значение модовой дисперсии для волокна со ступенчатым про-
филем показателя преломления составляет от 15 до 30 нсек/км. Это означает,
что лучи света, попадая в волокно одновременно, достигают противополож-
ного конца волокна длиной в один километр с интервалом от 15 до 30 нано-
секунд. При этом первыми приходят лучи, двигающиеся вдоль центральной
оси.
     15 или 30 наносекунд могут показаться не столь уж большим интервалом
времени, однако именно модовая дисперсия ограничивает возможную полосу
пропускания оптического волокна. Расплывание импульса приводит к пере-
крыванию крыльев соседних импульсов. Вследствие этого импульсы трудно
отличить один от другого, а заключенная в них информация теряется. Умень-
шение дисперсии приводит к увеличению полосы пропускания.

Волокно со сглаженным индексом
    Одна из возможностей уменьшения модовой дисперсии — использование
сглаженного профиля показателя преломления. В этом случае ядро состоит из
большого числа концентрических колец, похожих на годовые кольца дерева.
При удалении от центральной оси ядра показатель преломления каждого слоя
снижается.
    И так как свет движется быстрее по среде с меньшим показателем прелом-
ления, то чем дальше расположена траектория светового луча от центра, тем
быстрее он движется. Каждый слой ядра отражает свет. В отличие от ситуации
со ступенчатым профилем показателя преломления, когда свет отражается от
резкой границы между ядром и оптической оболочкой, здесь свет постоянно и
более плавно испытывает отражение от каждого слоя ядра. При этом его траек-
тория отклоняется к центру и становится похожей на синусоидальную. Лучи,
которые проходят более длинные дистанции, делают это большей частью по
участкам с меньшим показателем преломления, двигаясь при этом быстрее.
Свет, распространяющийся вдоль центральной оси, проходит наименьшую
дистанцию, но с минимальной скоростью. В итоге все лучи достигают проти-
воположного конца волокна одновременно. Использование сглаженного про-
филя показателя преломления приводит к уменьшению дисперсии до 1 нсек/
км и менее.
    Популярные виды данного типа волокон имеют диаметры ядер 50, 62,5 и
85 микрон, а диаметр оптической оболочки 125 микрон. Эти волокна исполь-


                                      27