Сборник технических статей

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Главная Квантовая и оптическая электроника Распространение света в оптоволокне

Распространение света в оптоволокне

Печать

Основным направлением использования оптических волокон являются волоконно-оптические линии связи, все шире применяемые в настоящее время в различных видах связи и явившиеся одним из основных средств, обеспечивших создание Интернет.

Оптические средства передачи информации использовались человеком на протяжении всей истории его развития. С появлением радио и телефона оптическая связь в значительной степени потеряла свою актуальность, но с появлением лазерных источников с малой расходимостью светового пучка интерес к передаче информации оптическими методами возобновился.

Реально оптическую связь через атмосферу может осуществить только в исключительно благоприятных климатических условиях или в космосе. Поэтому были предприняты попытки осуществления распространения света через закрытые каналы: например линзовый световод. Здесь потери малы, примерно 0,5 дБ/км, но такие световоды очень неудобны в использовании. Довольно скоро наличие серьезных проблем передачи информации в свободном пространстве вызвали к жизни вопрос о распространении света в световодах. Свет можно удерживать в тонком стеклянном волокне, которое является основой диэлектрического световода и называется обычно его сердцевиной (рис. 1).

Оптоволокно
Рис. 1

Направленное распространение света обеспечивается за счет явления полного внутреннего отражения, имеющего место на границе раздела сердцевина-оболочка. При этом предполагается, что показатель преломления оболочки ниже показателя преломления сердцевины Важным параметром световода являются потери распространяющегося в нем света. До 1970 г. потери света в лучших сортах стекла составляли сотни-тысячи дБ/км. Американская фирма Corning Glass Works первой получила стекло с потерями 5 дБ/км. Это послужило толчком к развитию волоконной оптики. Современные волокна характеризуются потерями на уровне – 0,1 дБ/км (λ = 1,55 мкм), что соответствует потере половины интенсивности света после прохождения 20 км волокна.