20. . Принцип дії волоконних світловодів
Основним елементом оптичного кабелю є волоконний світловод, виконаний у вигляді тонкого скляного волокна циліндричної форми, яким здійснюється передача хвиль мікронних довжин, що відповідає діапазону частот 10 14 - 10 15 Гц. Волоконний світловод, як правило, має двошарову конструкцію і складається з сердечника та оболонки з різними оптичними характеристиками(п1тап2).
Найбільш широке застосування: променили волоконні світловоди двох типів: ступінчасті та градієнтні. У ступінчастих світловодів показник заломлення в сердечнику постійний і є різкий перехід відп1сердечника доп2оболонки. Градієнтні волокна мають безперервну плавну зміну показника заломлення в осерді по радіусу світловоду від центру до периферії.
У свою чергу східчасті світловоди поділяються на одномодові та багатомодові. В одномодових світловодах діаметр сердечника можна порівняти з довжиною хвилі(d^λ)і по ньому передається лише один тип хвилі (мода). У багатомодових світловодах діаметр сердечника більший за довжину хвилі(d>λ)і по ньому поширюється велика кількість хвиль. Фактично сердечник світловодів становить -8 мкм у одномодових і 50 мкм - багатомодових світловодів. Діаметр оболонки 125 мкм. Зовні розташовується покриття діаметром 600 мкм. Отже, існуючі нині волоконні світловоди південно класифікувати втричі типу: одномодові, многомодовые і градієнтні (рис. 4.32).
Як видно з малюнка, хід променів на різних світловодах різний. У ступінчастому багатомодовому світловоді промені різко відбиваються від межі осердя - оболонка. Причому шляхи проходження різних променів
різні, і тому вони добігають кінця лінії зі зсувом за часом. Цепризводить до спотворення сигналу, що передається (дисперсії).
Градієнтні світловоди також багатомодові. Але тут промені поширюються хвилеподібними траєкторіями. Причому промені, що знаходяться поблизу осі світловода, проходять менший шлях, але в області з великим показником заломлення, а периферійні промені мають великий шлях, але в середовищі з меншим показником заломлення. В результаті швидкість поширення різних променів вирівнюється і вони приходять до кінця лінії практично одночасно. Внаслідок цього спотворення сигналу, що передається в градієнтних світловодах менше, ніж у ступінчастих.
Сердечник служить передачі електромагнітної енергії. Призначення оболонки - створення кращих умов відображення на кордоні сердечник - оболонка та захист від випромінювання енергії в навколишній простір.
Таким чином, у світловоді можуть поширюватися лише хвилі довжиною, меншою ніж діаметр сердечника світловода(λ