Физические основы волоконной оптики. Волошина Т.В - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

18
где n
1
(0) –показатель преломления на оси; n
2
- показатель преломления в
оболочке; ∆ - относительная разность показателей центра сердцевины и
оболочки, определяемая (46). При q =2 распределение показателя преломления
подчиняется параболическому закону. В этом случае, как говорилось выше,
групповые скорости различных мод примерно одинаковы и временное
расширение светового импульса при распространении по такому световоду
невелико. По этой причине градиентный световод обеспечивает более широкую
полосу пропускания и более высокую скорость передачи информации, чем
световод со ступенчатым профилем показателя преломления .
Материалы для волоконно-оптических линий связи
I. Кристаллический кварц и кварцевое стекло - различные формы оксида
кремния (SiO
2
). В кварцевом стекле оксид кремния находится в аморфной
форме и поэтому он не растрескивается при резком перепаде температур , как
кристаллический кварц , имеет чрезвычайно низкий коэффициент
температурного расширения и теплопроводности. В отличие от обычного
стекла, которое состоит из смеси различных компонент, кварцевое стекло
состоит только из оксида кремния, а количество примесей других химических
элементов чрезвычайно мало. Это приводит к тому, что кварцевое стекло
обладает чрезвычайно широким спектром пропускания, малым поглощением
света (обычное оконное стекло поглощает столько же света, сколько и
кварцевое стекло толщиной в 100 метров ), высокой оптической гомогенностью ,
стойкостью к ионизирующим излучениям и лазерному излучению высокой
интенсивности, низким коэффициентом температурного расширения (примерно
в 20 раз меньше по сравнению с обычным стеклом ), высокой температурой
плавления (более 1200
о
С, что в 4 раза больше, чем для обычного стекла), и т.д.
Всё это обуславливает широкое применение кварцевого стекла как основного
материала для изготовления одномодовых световодов , многомодовых
световодов с градиентным профилем и многомодовых световодов о
ступенчатым профилем . К характеристикам этих групп волоконного материала
предъявляются такие требования, как высокая однородность и чистота, высокая
температура плавления, химическая и радиационная стойкость.
Качество очистки силикатного стекла (SiO
2
), применяемого в настоящее
время в оптических волокнах с малыми потерями, приближается к
принципиальному пределу, обусловленному свойствами самого стекла.
Концентрации таких включений , как медь, железо и ванадий снижаются до
нескольких долей на миллиард . Концентрации загрязнений водой и
гидроксилом (ОН) уменьшаются почти до столь же низкого уровня . Допуски
сердцевины выпускаемых сейчас волокон на размеры и степень отклонения от
кругового сечения меньше, чем один микрон на многие километры длины .
В стекло добавляют присадки, или примеси, типа оксида бора (В
2
О
3
),
(P
2
O
5
) или диоксида германия (GеО
2
) так , чтобы показатель преломления
уменьшался с удалением от оси сердцевины волокна, в частности, – по
параболическому закону. Благодаря такому профилю показателя преломления

Страницы