АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Окна прозрачности и спектральные диапазоны оптического волокна

Читайте также:
  1. АЦЕТАТНЫЕ ВОЛОКНА
  2. Белое вещество и кора мозжечка: нисходящие, восходящие, моховидные, лазящие и параллельные нервные волокна, межнейрональные связи.
  3. Выверка оптического прицела
  4. Генераторы оптического излучения
  5. История развития оптического приборостроения
  6. Кодирование звука в волокнах слухового нерва.
  7. Коэффициент прозрачности волны при падении ее внутри стального ОК на газовую раковину
  8. Коэффициент прозрачности волны при падении ее внутри стального ОК на газовую раковину
  9. Мозжечок. Строение и функциональная характеристика, нейронный состав коры мозжечка. Межнейрональные связи. Афферентные и эфферентные нервные волокна.
  10. НЕРВОВА ТКАНИНА. НЕЙРОЦИТИ. НЕЙРОГЛІЯ. НЕРВОВА ТКАНИНА. НЕРВОВІ ВОЛОКНА. НЕРВОВІ ЗАКІНЧЕННЯ.
  11. Ность при помощи оптического прибора.

Содержание

[убрать]

· 1 Физическая основа явления

· 2 История разработки и использования окон прозрачности

· 3 См. также

· 4 Примечания

Физическая основа явления[править | править вики-текст]

Затухание сигнала в оптическом волокне обусловливается двумя основными факторами — рэлеевским рассеянием и инфракрасным поглощением. С ростом длины волны рассеяние уменьшается пропорционально четвёртой степени частоты, а поглощение — наоборот — возрастает. В то же время присутствующие в оптическом волокне ионы OH создают области сильного поглощения, называемые водяными пиками. Центральные частоты водяных пиков приходятся на длины волн 1290 и 1383 нм. Применение технологии очистки оптического волокна позволило уменьшить потери в водяном пике на длине 1383 нм до величины 0,31 дБ/км, что уже меньше потерь во втором окне прозрачности (0,35 дБ/км)[2].

Коэффициент рэлеевского рассеяния зависит от режима тепловой обработки заготовки для оптического волокна и уменьшается с понижением температуры. Так, при уменьшении температуры вытяжки волокна до 1800 °C и скорости вытяжки до 1 м/с величину потерь удалось уменьшить до 0,16 дБ/км в третьем окне и до 0,29 дБ/км во втором окне прозрачности.

История разработки и использования окон прозрачности[править | править вики-текст]

Первоначально, в 1970-х годах, системы волоконно-оптической связи использовали первое окно прозрачности, поскольку выпускаемые в то время GaAs-лазерные диоды и светодиоды работали на длине волны 850 нм. В настоящее время этот диапазон из-за большого затухания используется только в локальных сетях.

В 1980-х годах были разработаны лазеры на тройных и четверных гетероструктурах, способные работать на длине волны 1310 нм и второе окно прозрачности стало использоваться для дальней связи. Преимуществом данного диапазона явилась нулевая дисперсия на данной длине волны, что существенно уменьшало искажение оптических импульсов.

Третье окно прозрачности было освоено в начале 1990-х годов. Преимуществом третьего окна является не только минимум потерь, но и тот факт, что на длину волны 1550 нм приходится рабочий диапазон волоконно-оптических эрбиевых усилителей (EDFA). Данный тип усилителей, имея способность усиливать все частоты рабочей области, предопределил использование третьего окна прозрачности для систем со спектральным уплотнением (WDM).

Четвёртое окно прозрачности простирается до длины волны 1620 нм, увеличивая рабочий диапазон систем WDM.

Пятое окно прозрачности появилось в результате тщательной очистки оптического волокна от посторонних примесей. Таким образом было получено оптическое волокно AllWave, имеющее малые потери во всей области от 1280 нм до 1650 нм.

В связи с расширением рабочего диапазона оптических волокон Международным союзом электросвязи были утверждены новые спектральные диапазоны в интервале 1260…1675 нм[2][3]:

Обозначение Диапазон, нм Русское название Английское название
O 1260…1360 Основной Original
E 1360…1460 Расширенный Extended
S 1460…1530 Коротковолновый Short wavelength
C 1530…1565 Стандартный Conventional
L 1565…1625 Длинноволновый Long wavelength
U 1625…1675 Сверхдлинноволновый Ultra-long wavelengh

 

 

Окна прозрачности оптического волокна Окно прозрачности — диапазон длин волн оптического излучения, в котором имеет место меньшее, по сравнению с другими диапазонами, затухание излучения в среде, в частности — в оптическом волокне · - Первое окно прозрачности на 800-900 нм. Лазерные диоды и светодиоды (LED) на GaAs / AlGaAs основе выступали в качестве передатчиков, и кремниевые фотодиоды были пригодны для приемников. Однако потери волокна являются относительно высокими в этом регионе, и волоконные усилители не очень хорошо разработаны для этой области спектра. Таким образом, первое окно прозрачности подходит только для передачи на короткие расстояния. · - Второе окно использует длину волны около 1,3 мкм, где потери кварцевых волокон гораздо ниже, и хроматическая дисперсия волокон является очень малой, так что дисперсионные расширение импульсов сводится к минимуму. Это окно изначально использовалось для передачи данных на дальние расстояния. Однако, волоконные усилители на 1,3 мкм (на основе, например, на стекла, легированного празеодимом) не так хороши, как их 1,5-мкм коллеги на основе эрбия. Кроме того, низкая дисперсия не обязательно идеально подходит для дальних передач, так как это может увеличить эффект оптической нелинейности. · - Третье окно, которое в настоящее время очень широко используется, использует длину волны около 1,5 мкм. Потери кварцевых волокон являются самыми низкими в этом регионе, и доступны легированные эрбием усилители волокна, которые обеспечивают очень высокую производительность. Дисперсия волокна, как правило, аномальная, но может быть адаптирована с большей гибкостью (со смещенной дисперсией волокна). Второе и третье окно в свою очередь подразделяются на следующие диапазоны длин волн:
 

 

Обозначение Русское название Английское название Диапазон
O основной Original 1260–1360 nm
E Расширенный Extended 1360–1460 nm
S Коротковолновый Short wavelength 1460–1530 nm
C Стандартный Conventional 1530–1565 nm
L Длинноволновый Long wavelength 1565–1625 nm
U Сверхдлинноволновой Ultra-long wavelengh 1625–1675 nm

 

Второе и третье окно прозрачности изначально разделено выраженным пиком потери около 1,4 мкм, но они могут быть эффективно соединены с усовершенствованными волокнами, с низким содержанием ОН, которые не проявляют этого пика.

 

 

Окна прозрачности и спектральные диапазоны оптического волокна

Окном прозрачности оптического волокна называют волновую ширину в определенном диапазоне, где затухание лазерного сигнала имеет наименьшее значение. Таких окон прозрачности оптоволокна выявлено три (Рис.1) и соответственно определены оптимальные инфракрасные волны – 850 нм,1310 нм и 1550 нм, на которых в основном проектируется вся активная и пассивная приемо-передающая аппаратура для ВОЛС. Длину волны 850 нм используют для многомодового оптического волокна, 1310 нм – многомодовое и одномодовое оптическое волокно, а 1550 нм – одномодовое оптоволокно.

 

Рис.1. Зависимость величины затухания оптоволокна от длины волны

 

Для одномодовых оптических волокон по рекомендации ITU выделены шесть спектральных диапазонов (Рис.2).

Обозначение диапазонов Значение диапазонов, нм Название диапазонов
О 1260 - 1360 основной
Е 1360 - 1460 расширенный
S 1460 - 1530 коротковолновый
С 1530 - 1565 стандартный
L 1565 - 1625 длинноволновый
U 1625 - 1675 сверхдлинноволновый

 

Рис.2. Спектральные диапазоны одномодового оптоволокна
 

 


Поиск по сайту:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)