Мазмұны Кіріспе sтм-64 сандық жаңғырту жүйесінің негізгі қағидалары
жүктеу/скачать 0.77 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.6. Константты таралу және фазалық жылдамдық
| 2.5. Бір модалы оптикалық талшықтар
Бір модалы талшықтар сатылы бір модалы талшықтар (step index single mode fiber) немесе стандартты талшықтар SF (standard fiber), аралас дисперсиялы талшықтар DSF (dispersion-shifted single mode fiber), нөлдің емес аралас дисперсия NZDSF (non-zero dispersion-shifted single mode fiber). Сатылы бір модалы оптикалық талшықтар (SF) (2.3 сурет) жарық тасымалдағыштың диаметрі 8-10 мкм және оны жарық толқынының ұзындығымен салыстырамыз. Жарық толқынының /λ/ > / λ/_CF (/λ/_CF - длина волны отсечки) жеткілікті ұзындыңында мұндай талшықтарда тек бір ғана сәуле (бір мода) таралады. Бір модалы режим 1310 нм және 1550 нм терезе айқындығында өткізіледі. Тек бір модамен таралу мода аралық дисперсияны қалыпқа келтіреді және осы айқын терезелерде бір модалы талшықтардың өткізу қабілетілігін қамтамасыз етеді. Таралудың ең жақсы режимі дисперсиясымен қарағанда аймақта толқын 1310 нм ұзындығында хроматикалық дисперсия нөлге жеткенде таралады. Шығындалу жағынан қарағанда терезе айқындылығы ең тиімді тәсіл емес. Бұл терезеде шығын 0,3 - 0,4 дБ/км жетеді, ал бұл уақытта 1550 нм терезесінде ең кіші затухание 0,20 - 0,25 дБ/км жетеді. 2.3.сурет. Өзгеру көрсеткішінің профилі Аралас дисперсиядағы бір модалы оптикалық талшықта (DSF) (2.3 сурет) толқын ұзындығында дисперсия нөлге қарайды. ТОБЖ талшықтардың төмендегідей стандарттары кеңінен қолданылады: - көп модалы градиентті талшықтар 50/125; - көп модалы градиентті талшықтар 62,5/125; - бір модалы сатылы талшықтар SF (аралас дисперсиялы талшықтар немесе стандартты талшықтар) 8-10/125; - аралас диперсиялы бір модалы талшықтар DSF 8-10/125; - нөлдік емес аралық дисперсиялы бір модалы талшықтар NZDSF (өзгеру көрсеткішінің профилі бойынша бұл талшықтар алдыңғы типтерге ұқсас) 2.6. Константты таралу және фазалық жылдамдық Толқынның мәнін /k/ вектор ретінде қарастыруға болады, себебі оның бағыты көлемді ортадағы таралатын жарықтың бағытымен бірдей. Бұл вектор толқында вектор деп аталады. Өзгеру көрсеткіші бар ортада толқынды вектордың мәні тең. Жарық толқын ағынының ішінде таралған жағдайда жарықтың таралу бағыты толқын векторының проекциясының /β/ бағытымен сәйкестенеді, толқын ағынының өсі: (2.6.1) мұндағы: Ө - бұрыш, 900 дейінгі /i/ бұрышты толықтырырады (немесе 2.4-суретте көрсетілгендей сәуле мен өстің арасындағы бұрыш), константты таралу деп аталады және /k/ толқын мәнінің қызметін атқарады[6] , яғни, (ф. 2.6.1) сәйкес Ө және /i/ толқын ұзындығына сәйкес болады. 2.4-сурет. Толқынды вектор және таралу константы Толқынды вектор және таралу константы _ түсу бұрышы _ және π/2 аралығында өзгереді. Атап айтқанда: (2.6.2) Осындай жағдайда, толқын ағынының ішіндегі константтың таралу мөлшері, әрқашан өзекше және қабықша метриалдарының жазық жарық толқынының толқындық мәндерінің арасында болады. Сонда, қатынасын фазалық жылдамдық түрінде төмендегідей жазуға болады: (2.6.3) мод таралуының фазалық жылдамдығы екі көлемді материалдардағы фазалық жылдамдық арасында бекітілген. Жарық сигналы немесе топтық жылдамдың таралу жылдамдығы – бұл, импульстің айналу жарығының таралу жылдамдығы. Жалпы жағдайда топтық жылдамдық / u/ фазалық жылдамдыққа тең емес. Моданың фазалық жылдамдығының әр түрлілігі, оның талшықта таралу өлшемі бойынша жарықтың шығуын бұрмалауға әкеледі. Өзгерудің параболалық градиентті талшықтарында қисық сәулелер аксиальды сәуленің таралу жолынан біршама ұзын қисық сызықты траектория бойынша таралады. Бірақ, талшық өсінен жойылу өлшемі бойынша өзгеру көрсеткішінің әсерінен, оптикалық талшықтың қабықшасына жарық сигналы жақындаған кезде таралу жылдамдығы жоғарылайды, соның нәтижесінде, ОТ бойынша таралу уақыты шамамен бірдей болады. Осындай тәсілмен дисперсия немесе әр түрлі модалардың таралу уақытының өзгеруі ең мәнге сыйады, ал өткізу аралығының ені өседі. Дәлме –дәл есептеу әр түрлі модалардың топтық жылдамдығын шашу өзгеру көрсеткішінің сатылы профилінің талшықтарында мейлінше аз. Ең төменгі қатардағы таралатын модаларды қолдайтын оптикалық талшықтар бір модалы деп аталады. Осындай жағдайда ОТ таралатын әр мода, көлденең қимада, /β/ тұрақты таралатын, сондай-ақ әр мода үшін әртүрлі фазалық /v/ және топтық /u/ жылдамдықта оптикалық өстің маңында жарық ағының ұзындығы бойынша таралатын сәуле тұрақты болып сипатталады. Моданың фазалық жылдамдығының әр түрлілігінен көлденең қимадағы толқынды аймақ пен таралу алаңы талшықтың өсінің маңында өзгереді. Моданың топтық жылдамдығының әртүрлілігінен жарық импульстары кеңейеді және бұл құбылыс мода аралық дисперсия деп аталады. Бір модалы талшықтарда тек қана бір мода таралады, сондықтан, мұндай талшық көлденең қимадағы тұрақты таралу алаңымен сипатталады. Онда мода ралақы дисперсия болмайды және ол дисперсияның басқа түрлерімен шектелетін модуляцияның өте кең аралығында сәуле таратады(см. п. 3.2). жүктеу/скачать 0.77 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|