Основные типы оптических волокон.

Оптические волокна могут быть классифицированы:

1. по материалу, из которого сделано волокно,

2. по профилю показателя преломления ядра,

3. по модовой структуре света.

1.По материалу:

a. Волокна на основе стекла: имеют как стеклянное ядро, так и стеклянную оболочку.

Основной тип – волокно на основе сверхчистого, сверхпрозрачного диоксида кремния или плавленого кварца. В стекло добавляют примеси, чтобы получить требуемый показатель преломления (германий и фосфор, например, увеличивают показатель преломления, а бор и фтор, уменьшают его).

б. Стеклянные волокна с пластиковой оболочкой (PCS): имеют стеклянное ядро и пластиковую оптическую оболочку.

Характеристики являются вполне приемлемыми, хотя и не столь хорошие, как у полностью стеклянного волокна.

c. Пластиковые волокна: имеют пластиковое ядро и пластиковую оптическую оболочку.

Недостатки: высокое затухание и малая полоса пропускания.

Преимущество: низкая себестоимость и простота использования, прочность, малый радиус изгиба, способность восстанавливать первоначальную форму после снятия нагрузки.

Область применения: автомобилестроение, музыкальные системы, различная бытовая техника, локальные сети.

2. По виду профиля показателя преломления.

Профиль показателя преломления – зависимость показателя преломления от расстояния от оси волокна в радиальном направлении.

Основные виды профиля: ступенчатый и сглаженный (градиентный).

,

где r – расстояние от оси волокна; n₁ – значение показателя преломления на оси волокна; k - коэффициент, определяющий вид профиля показателя преломления, k=  - ступенчатый профиль, k=2 параболический профиль (на практике волокна имеют k около 1.92).

Профиль показателя преломления влияет на распространение световой волны в волокне и его оптические характеристики:

Рис. 1. Основные типы оптического волокна.

3. Классификация по модовому составу.

1. Многомодовое волокно со ступенчатым индексом (обычно называемое волокном со ступенчатым индексом).

2. Многомодовое волокно со сглаженным индексом (волокно со сглаженным индексом).

3. Одномодовое волокно со ступенчатым индексом (одномодовое волокно).

Характеристики каждого из типов волокон в существенной степени определяют область применения.

А). Многомодовое волокно со ступенчатым индексом

Наиболее простой тип волокон.

Имеет ядро диаметром от 50 до 970 микрон и может быть чисто стеклянным, PSC, или пластиковым.

Наиболее распространенное.

Не обеспечивает максимальную полосу пропускания и минимальные потери.

Особенности: большое значение модовой дисперсии. Типичное значение модовой дисперсии составляет от 15 до 30нсек/км. Модовая дисперсия ограничивает полосу пропускания оптического волокна.