Типи оптоволокна, Одномодове волокно - Оптичні хвилеводи

Одномодове волокно

Оптичні світловоди із діаметром серцевини розміром приблизно одної десятої довжини несучої світлової хвилі, не можуть бути змодельованими використовуючи теорію геометричної оптики. Натомість, вся структура має бути розглянута із точки зору класичної електродинаміки, застосовуючи формули Максвела, що приведені до розвязку рівняння розповсюдження електромагнітних коливань. Також, такі фізичні явища як спекли, що виникають за рахунок пропагації когерентного випромінення у багатомодових волокнах, теж мають бути обгрунтовані як наслідок теорії Максвела. Назразок оптичного хвилевода, світловод підтримує один чи де-кілька локалізованих поперечних режимів, у границях яких світло просувається вздовж. Волокно, що працює тільки в одному режимі, називається одномодовим, чи мономодовим. Поведінка оптичних світловодів із значним розміром серцевини теж може бути змодельована за допомогою хвильових рівнянь, що у результаті демонструє їх здатність до пропускання світла у кількох режимах, або модах. Звідси походить і назва типів оптоволокна. Коли серецевина волоска достатньо велика для забезпечення пропагації світлових променів у кількох модах, то математичні розрахунки згідно з теоріями Максвела і геометричної оптики приблизно збігаються.

Аналіз хвилевода показує, що промениста енергія у волокні не повністю зосередженна у межах серцевини. Натомість, найхарактернішим для одномодових світловодів, значна її порція подорожує у привязаній моді у середовищі оболонки як еванесцентна хвиля.

Найбільш розповсюджений тип одномодового волокна має діаметр серцевини 8-10 мікрометрів та спроектований для використання світла близького до інфрачервоногодіапазону спектру. Структура моди залежить від довжини хвилі світла, яке задіяне у процесі роботи, таким чином світловод фактично підтримує незначну кількість додаткових мод у видимій частині спектру світла. Багатомодове оптоволокно, для порівняння, виготовлено із діаметром центральної жили поперечного розміру щонайменше ніж 50 мікрометрів, та що найбільше сотні мікрометрів. Нормалізована частота V для волоска має бути не більше ніж нульовий член степеневого рядуфункції Бесселя J0 (приблизно 2.405)

Похожие статьи




Типи оптоволокна, Одномодове волокно - Оптичні хвилеводи

Предыдущая | Следующая