Оптическое волокно

Оптическое волокно или оптическое волокно — это гибкое стеклянное или пластиковое волокно , способное передавать свет. ^[а] от одного конца до другого. Такие волокна находят широкое применение в оптоволоконной связи , где они обеспечивают передачу на большие расстояния и с более высокой пропускной способностью (скоростью передачи данных), чем электрические кабели. используются волокна Вместо металлических проводов , поскольку сигналы проходят по ним с меньшими потерями и невосприимчивы к электромагнитным помехам . ^[1] Волокна также используются для освещения и визуализации и часто свёрнуты в жгуты, чтобы их можно было использовать для передачи света в ограниченное пространство или изображения из него, как в случае с фиброскопом . ^[2] Специально разработанные волокна также используются для множества других применений, таких как волоконно-оптические датчики и волоконные лазеры . ^[3]

Стеклянные оптические волокна обычно изготавливаются путем вытягивания , тогда как пластиковые волокна могут быть изготовлены либо вытяжкой, либо экструзией . ^[4]^[5] Оптические волокна обычно имеют сердцевину , окруженную прозрачным материалом оболочки с более низким показателем преломления . Свет удерживается в сердцевине благодаря явлению полного внутреннего отражения , которое заставляет волокно действовать как волновод . ^[6] Волокна, которые поддерживают множество путей распространения или поперечных мод, называются многомодовыми волокнами , а те, которые поддерживают одну моду, называются одномодовыми волокнами (SMF). ^[7] Многомодовые волокна обычно имеют более широкий диаметр сердцевины. ^[8] and are used for short-distance communication links and for applications where high power must be transmitted.^[9] Single-mode fibers are used for most communication links longer than 1,050 meters (3,440 ft).^[10]

Being able to join optical fibers with low loss is important in fiber optic communication.^[11] This is more complex than joining electrical wire or cable and involves careful cleaving of the fibers, precise alignment of the fiber cores, and the coupling of these aligned cores. For applications that demand a permanent connection a fusion splice is common. In this technique, an electric arc is used to melt the ends of the fibers together. Another common technique is a mechanical splice, where the ends of the fibers are held in contact by mechanical force. Temporary or semi-permanent connections are made by means of specialized optical fiber connectors.^[12]

The field of applied science and engineering concerned with the design and application of optical fibers is known as fiber optics. The term was coined by Indian-American physicist Narinder Singh Kapany.^[13]

History

Daniel Colladon and Jacques Babinet first demonstrated the guiding of light by refraction, the principle that makes fiber optics possible, in Paris in the early 1840s.^[14] John Tyndall included a demonstration of it in his public lectures in London, 12 years later.^[15] Tyndall also wrote about the property of total internal reflection in an introductory book about the nature of light in 1870:^[16]^[17]

When the light passes from air into water, the refracted ray is bent towards the perpendicular... When the ray passes from water to air it is bent from the perpendicular... If the angle which the ray in water encloses with the perpendicular to the surface be greater than 48 degrees, the ray will not quit the water at all: it will be totally reflected at the surface... The angle which marks the limit where total reflection begins is called the limiting angle of the medium. For water this angle is 48°27′, for flint glass it is 38°41′, while for a diamond it is 23°42′.

In the late 19th century, a team of Viennese doctors guided light through bent glass rods to illuminate body cavities.^[18] Practical applications such as close internal illumination during dentistry followed, early in the twentieth century. Image transmission through tubes was demonstrated independently by the radio experimenter Clarence Hansell and the television pioneer John Logie Baird in the 1920s. In the 1930s, Heinrich Lamm showed that one could transmit images through a bundle of unclad optical fibers and used it for internal medical examinations, but his work was largely forgotten.^[15]^[19]

In 1953, Dutch scientist Bram van Heel first demonstrated image transmission through bundles of optical fibers with a transparent cladding.^[19] Later that same year, Harold Hopkins and Narinder Singh Kapany at Imperial College in London succeeded in making image-transmitting bundles with over 10,000 fibers, and subsequently achieved image transmission through a 75 cm long bundle which combined several thousand fibers.^[19]^[20]^[21] The first practical fiber optic semi-flexible gastroscope was patented by Basil Hirschowitz, C. Wilbur Peters, and Lawrence E. Curtiss, researchers at the University of Michigan, in 1956. In the process of developing the gastroscope, Curtiss produced the first glass-clad fibers; previous optical fibers had relied on air or impractical oils and waxes as the low-index cladding material.^[19]

Kapany coined the term fiber optics after writing a 1960 article in Scientific American that introduced the topic to a wide audience. He subsequently wrote the first book about the new field.^[19]^[22]

The first working fiber-optic data transmission system was demonstrated by German physicist Manfred Börner at Telefunken Research Labs in Ulm in 1965, followed by the first patent application for this technology in 1966.^[23]^[24] In 1968, NASA used fiber optics in the television cameras that were sent to the moon. At the time, the use in the cameras was classified confidential, and employees handling the cameras had to be supervised by someone with an appropriate security clearance.^[25]

Charles K. Kao and George A. Hockham of the British company Standard Telephones and Cables (STC) were the first to promote the idea that the attenuation in optical fibers could be reduced below 20 decibels per kilometer (dB/km), making fibers a practical communication medium, in 1965.^[26] They proposed that the attenuation in fibers available at the time was caused by impurities that could be removed, rather than by fundamental physical effects such as scattering. They correctly and systematically theorized the light-loss properties for optical fiber and pointed out the right material to use for such fibers—silica glass with high purity. This discovery earned Kao the Nobel Prize in Physics in 2009.^[27] The crucial attenuation limit of 20 dB/km was first achieved in 1970 by researchers Robert D. Maurer, Donald Keck, Peter C. Schultz, and Frank Zimar working for American glass maker Corning Glass Works.^[28] They demonstrated a fiber with 17 dB/km attenuation by doping silica glass with titanium. A few years later they produced a fiber with only 4 dB/km attenuation using germanium dioxide as the core dopant. In 1981, General Electric produced fused quartz ingots that could be drawn into strands 25 miles (40 km) long.^[29]

Initially, high-quality optical fibers could only be manufactured at 2 meters per second. Chemical engineer Thomas Mensah joined Corning in 1983 and increased the speed of manufacture to over 50 meters per second, making optical fiber cables cheaper than traditional copper ones.^[30]^{[self-published source]}^[31]^[32] These innovations ushered in the era of optical fiber telecommunication.

The Italian research center CSELT worked with Corning to develop practical optical fiber cables, resulting in the first metropolitan fiber optic cable being deployed in Turin in 1977.^[33]^[34] CSELT also developed an early technique for splicing optical fibers, called Springroove.^[35]

Attenuation in modern optical cables is far less than in electrical copper cables, leading to long-haul fiber connections with repeater distances of 70–150 kilometers (43–93 mi). Two teams, led by David N. Payne of the University of Southampton and Emmanuel Desurvire at Bell Labs, developed the erbium-doped fiber amplifier, which reduced the cost of long-distance fiber systems by reducing or eliminating optical-electrical-optical repeaters, in 1986 and 1987 respectively.^[36]^[37]^[38]

The emerging field of photonic crystals led to the development in 1991 of photonic-crystal fiber,^[39] which guides light by diffraction from a periodic structure, rather than by total internal reflection. The first photonic crystal fibers became commercially available in 2000.^[40] Photonic crystal fibers can carry higher power than conventional fibers and their wavelength-dependent properties can be manipulated to improve performance. These fibers can have hollow cores.^[41]

Uses

Communication

A wall-mount cabinet containing optical fiber cables. The yellow cables are single mode fibers; the orange and aqua cables are multi-mode fibers.

Optical fiber is used as a medium for telecommunication and computer networking because it is flexible and can be bundled as cables. It is especially advantageous for long-distance communications, because infrared light propagates through the fiber with much lower attenuation compared to electricity in electrical cables. This allows long distances to be spanned with few repeaters.

10 or 40 Gbit/s is typical in deployed systems.^[42]^[43]

Through the use of wavelength-division multiplexing (WDM), each fiber can carry many independent channels, each using a different wavelength of light. The net data rate (data rate without overhead bytes) per fiber is the per-channel data rate reduced by the forward error correction (FEC) overhead, multiplied by the number of channels (usually up to 80 in commercial dense WDM systems as of 2008^[update]).

Transmission speed milestones
Date	Milestone
2006	111 Gbit/s by NTT.^[44]^[45]
2009	100 Pbit/s·km (15.5 Tbit/s over a single 7000 km fiber) by Bell Labs.^[46]
2011	101 Tbit/s (370 channels at 273 Gbit/s each) on a single core.^[47]
January 2013	1.05 Pbit/s transmission through a multi-core (lightpath) fiber cable.^[48]
June 2013	400 Gbit/s over a single channel using 4-mode orbital angular momentum multiplexing.^[49]
October 2022	1.84 Pbit/s using a photonic chip^[50]^[51]
October 2023	22.9 Pbit/s by NICT^[52]

For short-distance applications, such as a network in an office building (see fiber to the office), fiber-optic cabling can save space in cable ducts. This is because a single fiber can carry much more data than electrical cables such as standard category 5 cable, which typically runs at 100 Mbit/s or 1 Gbit/s speeds.

Fibers are often also used for short-distance connections between devices. For example, most high-definition televisions offer a digital audio optical connection. This allows the streaming of audio over light, using the S/PDIF protocol over an optical TOSLINK connection.

Sensors

Fibers have many uses in remote sensing. In some applications, the fiber itself is the sensor (the fibers channel optical light to a processing device that analyzes changes in the light's characteristics). In other cases, fiber is used to connect a sensor to a measurement system.

Optical fibers can be used as sensors to measure strain, temperature, pressure, and other quantities by modifying a fiber so that the property being measured modulates the intensity, phase, polarization, wavelength, or transit time of light in the fiber. Sensors that vary the intensity of light are the simplest since only a simple source and detector are required. A particularly useful feature of such fiber optic sensors is that they can, if required, provide distributed sensing over distances of up to one meter. Distributed acoustic sensing is one example of this.

In contrast, highly localized measurements can be provided by integrating miniaturized sensing elements with the tip of the fiber.^[53] These can be implemented by various micro- and nanofabrication technologies, such that they do not exceed the microscopic boundary of the fiber tip, allowing for such applications as insertion into blood vessels via hypodermic needle.

Extrinsic fiber optic sensors use an optical fiber cable, normally a multi-mode one, to transmit modulated light from either a non-fiber optical sensor—or an electronic sensor connected to an optical transmitter. A major benefit of extrinsic sensors is their ability to reach otherwise inaccessible places. An example is the measurement of temperature inside jet engines by using a fiber to transmit radiation into a pyrometer outside the engine. Extrinsic sensors can be used in the same way to measure the internal temperature of electrical transformers, where the extreme electromagnetic fields present make other measurement techniques impossible. Extrinsic sensors measure vibration, rotation, displacement, velocity, acceleration, torque, and torsion. A solid-state version of the gyroscope, using the interference of light, has been developed. The fiber optic gyroscope (FOG) has no moving parts and exploits the Sagnac effect to detect mechanical rotation.

Common uses for fiber optic sensors include advanced intrusion detection security systems. The light is transmitted along a fiber optic sensor cable placed on a fence, pipeline, or communication cabling, and the returned signal is monitored and analyzed for disturbances. This return signal is digitally processed to detect disturbances and trip an alarm if an intrusion has occurred.

Optical fibers are widely used as components of optical chemical sensors and optical biosensors.^[54]

Power transmission

Optical fiber can be used to transmit power using a photovoltaic cell to convert the light into electricity.^[55] While this method of power transmission is not as efficient as conventional ones, it is especially useful in situations where it is desirable not to have a metallic conductor as in the case of use near MRI machines, which produce strong magnetic fields.^[56] Other examples are for powering electronics in high-powered antenna elements and measurement devices used in high-voltage transmission equipment.

Other uses

Light reflected from optical fiber illuminates exhibited model

Optical fibers are used as light guides in medical and other applications where bright light needs to be shone on a target without a clear line-of-sight path. Many microscopes use fiber-optic light sources to provide intense illumination of samples being studied.

Optical fiber is also used in imaging optics. A coherent bundle of fibers is used, sometimes along with lenses, for a long, thin imaging device called an endoscope, which is used to view objects through a small hole. Medical endoscopes are used for minimally invasive exploratory or surgical procedures. Industrial endoscopes (see fiberscope or borescope) are used for inspecting anything hard to reach, such as jet engine interiors.

In some buildings, optical fibers route sunlight from the roof to other parts of the building (see nonimaging optics). Optical-fiber lamps are used for illumination in decorative applications, including signs, art, toys and artificial Christmas trees. Optical fiber is an intrinsic part of the light-transmitting concrete building product LiTraCon.

Optical fiber can also be used in structural health monitoring. This type of sensor can detect stresses that may have a lasting impact on structures. It is based on the principle of measuring analog attenuation.

In spectroscopy, optical fiber bundles transmit light from a spectrometer to a substance that cannot be placed inside the spectrometer itself, in order to analyze its composition. A spectrometer analyzes substances by bouncing light off and through them. By using fibers, a spectrometer can be used to study objects remotely.^[57]^[58]^[59]

An optical fiber doped with certain rare-earth elements such as erbium can be used as the gain medium of a fiber laser or optical amplifier. Rare-earth-doped optical fibers can be used to provide signal amplification by splicing a short section of doped fiber into a regular (undoped) optical fiber line. The doped fiber is optically pumped with a second laser wavelength that is coupled into the line in addition to the signal wave. Both wavelengths of light are transmitted through the doped fiber, which transfers energy from the second pump wavelength to the signal wave. The process that causes the amplification is stimulated emission.

Optical fiber is also widely exploited as a nonlinear medium. The glass medium supports a host of nonlinear optical interactions, and the long interaction lengths possible in fiber facilitate a variety of phenomena, which are harnessed for applications and fundamental investigation.^[60] Conversely, fiber nonlinearity can have deleterious effects on optical signals, and measures are often required to minimize such unwanted effects.

Optical fibers doped with a wavelength shifter collect scintillation light in physics experiments.

Fiber-optic sights for handguns, rifles, and shotguns use pieces of optical fiber to improve the visibility of markings on the sight.

Principle of operation

An overview of the operating principles of the optical fiber

An optical fiber is a cylindrical dielectric waveguide (nonconducting waveguide) that transmits light along its axis through the process of total internal reflection. The fiber consists of a core surrounded by a cladding layer, both of which are made of dielectric materials.^[61] To confine the optical signal in the core, the refractive index of the core must be greater than that of the cladding. The boundary between the core and cladding may either be abrupt, in step-index fiber, or gradual, in graded-index fiber. Light can be fed into optical fibers using lasers or LEDs.

Fiber is immune to electrical interference; there is no cross-talk between signals in different cables and no pickup of environmental noise. Information traveling inside the optical fiber is even immune to electromagnetic pulses generated by nuclear devices.^[b]^{[citation needed]}

Fiber cables do not conduct electricity, which makes fiber useful for protecting communications equipment in high voltage environments such as power generation facilities or applications prone to lightning strikes. The electrical isolation also prevents problems with ground loops. Because there is no electricity in optical cables that could potentially generate sparks, they can be used in environments where explosive fumes are present. Wiretapping (in this case, fiber tapping) is more difficult compared to electrical connections.

Fiber cables are not targeted for metal theft. In contrast, copper cable systems use large amounts of copper and have been targeted since the 2000s commodities boom.

Refractive index

The refractive index is a way of measuring the speed of light in a material. Light travels fastest in a vacuum, such as in outer space. The speed of light in a vacuum is about 300,000 kilometers (186,000 miles) per second. The refractive index of a medium is calculated by dividing the speed of light in a vacuum by the speed of light in that medium. The refractive index of a vacuum is therefore 1, by definition. A typical single-mode fiber used for telecommunications has a cladding made of pure silica, with an index of 1.444 at 1500 nm, and a core of doped silica with an index around 1.4475.^[61] The larger the index of refraction, the slower light travels in that medium. From this information, a simple rule of thumb is that a signal using optical fiber for communication will travel at around 200,000 kilometers per second. Thus a phone call carried by fiber between Sydney and New York, a 16,000-kilometer distance, means that there is a minimum delay of 80 milliseconds (about ${\tfrac {1}{12}}$ of a second) between when one caller speaks and the other hears.^[c]

Total internal reflection

When light traveling in an optically dense medium hits a boundary at a steep angle of incidence (larger than the critical angle for the boundary), the light is completely reflected. This is called total internal reflection. This effect is used in optical fibers to confine light in the core. Most modern optical fiber is weakly guiding, meaning that the difference in refractive index between the core and the cladding is very small (typically less than 1%).^[62] Light travels through the fiber core, bouncing back and forth off the boundary between the core and cladding.

Because the light must strike the boundary with an angle greater than the critical angle, only light that enters the fiber within a certain range of angles can travel down the fiber without leaking out. This range of angles is called the acceptance cone of the fiber. There is a maximum angle from the fiber axis at which light may enter the fiber so that it will propagate, or travel, in the core of the fiber. The sine of this maximum angle is the numerical aperture (NA) of the fiber. Fiber with a larger NA requires less precision to splice and work with than fiber with a smaller NA. The size of this acceptance cone is a function of the refractive index difference between the fiber's core and cladding. Single-mode fiber has a small NA.

Multi-mode fiber

The propagation of light through a multi-mode optical fiber.

Fiber with large core diameter (greater than 10 micrometers) may be analyzed by geometrical optics. Such fiber is called multi-mode fiber, from the electromagnetic analysis (see below). In a step-index multi-mode fiber, rays of light are guided along the fiber core by total internal reflection. Rays that meet the core-cladding boundary at an angle (measured relative to a line normal to the boundary) greater than the critical angle for this boundary, are completely reflected. The critical angle is determined by the difference in the index of refraction between the core and cladding materials. Rays that meet the boundary at a low angle are refracted from the core into the cladding where they terminate. The critical angle determines the acceptance angle of the fiber, often reported as a numerical aperture. A high numerical aperture allows light to propagate down the fiber in rays both close to the axis and at various angles, allowing efficient coupling of light into the fiber. However, this high numerical aperture increases the amount of dispersion as rays at different angles have different path lengths and therefore take different amounts of time to traverse the fiber.

In graded-index fiber, the index of refraction in the core decreases continuously between the axis and the cladding. This causes light rays to bend smoothly as they approach the cladding, rather than reflecting abruptly from the core-cladding boundary. The resulting curved paths reduce multi-path dispersion because high-angle rays pass more through the lower-index periphery of the core, rather than the high-index center. The index profile is chosen to minimize the difference in axial propagation speeds of the various rays in the fiber. This ideal index profile is very close to a parabolic relationship between the index and the distance from the axis.^{[citation needed]}

Single-mode fiber

Fiber with a core diameter less than about ten times the wavelength of the propagating light cannot be modeled using geometric optics. Instead, it must be analyzed as an electromagnetic waveguide structure, according to Maxwell's equations as reduced to the electromagnetic wave equation.^[d] As an optical waveguide, the fiber supports one or more confined transverse modes by which light can propagate along the fiber. Fiber supporting only one mode is called single-mode.^[e] The waveguide analysis shows that the light energy in the fiber is not completely confined in the core. Instead, especially in single-mode fibers, a significant fraction of the energy in the bound mode travels in the cladding as an evanescent wave. The most common type of single-mode fiber has a core diameter of 8–10 micrometers and is designed for use in the near infrared. Multi-mode fiber, by comparison, is manufactured with core diameters as small as 50 micrometers and as large as hundreds of micrometers.

Special-purpose fiber

Some special-purpose optical fiber is constructed with a non-cylindrical core or cladding layer, usually with an elliptical or rectangular cross-section. These include polarization-maintaining fiber used in fiber optic sensors and fiber designed to suppress whispering gallery mode propagation.

Photonic-crystal fiber is made with a regular pattern of index variation (often in the form of cylindrical holes that run along the length of the fiber). Such fiber uses diffraction effects instead of or in addition to total internal reflection, to confine light to the fiber's core. The properties of the fiber can be tailored to a wide variety of applications.

Mechanisms of attenuation

Attenuation in fiber optics, also known as transmission loss, is the reduction in the intensity of the light signal as it travels through the transmission medium. Attenuation coefficients in fiber optics are usually expressed in units of dB/km. The medium is usually a fiber of silica glass^[f] that confines the incident light beam within. Attenuation is an important factor limiting the transmission of a digital signal across large distances. Thus, much research has gone into both limiting the attenuation and maximizing the amplification of the optical signal. The four orders of magnitude reduction in the attenuation of silica optical fibers over four decades was the result of constant improvement of manufacturing processes, raw material purity, preform, and fiber designs, which allowed for these fibers to approach the theoretical lower limit of attenuation.^[63]

Single-mode optical fibers can be made with extremely low loss. Corning's Vascade® EX2500 fiber, a low loss single-mode fiber for telecommunications wavelengths, has a nominal attenuation of 0.148 dB/km at 1550 nm.^[64] A 10 km length of such fiber transmits nearly 71% of optical energy at 1550 nm.

Attenuation in optical fiber is caused primarily by both scattering and absorption. In fibers based on fluoride glasses such as ZBLAN, minimum attenuation is limited by impurity absorption. Vast majority of optical fibers are based on silica glass, where impurity absorption is negligible. In silica fibers attenuation is determined by intrinsic mechanisms: Rayleigh scattering in the glasses through which the light is propagating, and infrared absorption in the same glasses. Absorption in silica increases steeply at wavelengths above 1570 nm. At wavelengths most useful for telecommunications, Rayleigh scattering is the dominant loss mechanism. At 1550 nm attenuation components for a record low loss fiber are given as follows: Rayleigh scattering loss: 0.1200 dB/km, infrared absorption loss: 0.0150 dB/km, impurity absorption loss: 0.0047 dB/km, waveguide imperfection loss: 0.0010 dB/km.

Light scattering

The propagation of light through the core of an optical fiber is based on the total internal reflection of the lightwave, in terms of geometric optics, or guided modes, in terms of electromagnetic waveguide. In a typical single mode optical fiber about 75% of light is propagating through the core material, having higher refractive index, and about 25% of light is propagating through the cladding, having lower refractive index. The interface between the core and cladding glasses is exceptionally smooth and does not give rise to a significant scattering loss or a waveguide imperfection loss. The scattering loss originates primarily from the Rayleigh scattering in the bulk of the glasses composing the fiber core and cladding.

The scattering of light in optical quality glass fiber is caused by molecular level irregularities (compositional fluctuations) in the glass structure. Indeed, one emerging school of thought is that glass is simply the limiting case of a polycrystalline solid. Within this framework, domains exhibiting various degrees of short-range order become the building blocks of metals as well as glasses and ceramics. Distributed both between and within these domains are micro-structural defects that provide the most ideal locations for light scattering.

Рассеяние зависит от длины волны рассеиваемого света и размера центров рассеяния. Угловая зависимость интенсивности света, рассеянного оптическим волокном, соответствовала зависимости рэлеевского рассеяния, что указывает на то, что размеры центров рассеяния намного меньше длины волны распространяющегося света. Оно возникает из-за флуктуаций плотности, вызванных фиктивной температурой стекла, а также из-за флуктуаций концентрации легирующих примесей как в сердцевине, так и в оболочке. Коэффициент рэлеевского рассеяния R можно представить как: $R=R_{\text{d}}+R_{\text{c}}$ where $R d$ represents Rayleigh scattering on density fluctuations and $R c$ represents Rayleigh scattering on dopant concentration fluctuations. Dopants, such as germanium dioxide or fluorine, are used to create the refractive index difference between the core and the cladding, to form a waveguide structure. $R_{\text{d}}={\frac {8\pi ^{3}}{3\lambda ^{4}}}n^{8}p^{2}\beta _{\text{c}}k_{\text{B}}T_{\text{f}}$ где $λ$ — длина волны, $n$ — показатель преломления , $p$ — коэффициент фотоупругости, $β c$ — изотермическая сжимаемость, $k B$ — постоянная Больцмана , $T f$ — фиктивная температура. Единственной физически значимой переменной, влияющей на рассеяние при флуктуациях плотности, является фиктивная температура стекла. Более низкая фиктивная температура приводит к более однородному стеклу и меньшему рэлеевскому рассеянию. Фиктивная температура может быть резко снижена примерно на 100 мас. ppm легирующей примеси оксида щелочного металла в сердцевине волокна, а также более медленное охлаждение волокна в процессе вытяжки. Эти подходы используются для производства оптических волокон с наименьшим затуханием, особенно для подводных телекоммуникационных кабелей.

Для небольших концентраций легирующей примеси $R c$ пропорционален $x (d n /d x) 2$ , где $x$ — мольная доля легирующей примеси в _{SiO 2} стекле на основе $, а n$ — показатель преломления стекла. Когда присадка GeO ₂ используется для увеличения показателя преломления сердцевины волокна, она увеличивает компонент флуктуации концентрации рэлеевского рассеяния и затухание волокна. Вот почему волокна с самым низким затуханием не используют GeO ₂ в сердцевине, а используют фтор в оболочке, чтобы уменьшить показатель преломления оболочки. $R c$ в волокне с сердцевиной из чистого кварца пропорционален интегралу перекрытия между модой LP01 и компонентой флуктуации концентрации, вызванной фтором, в оболочке.

В сердцевине волокна из чистого кремнезема, легированного калием (KPSC), существенную роль играют только колебания плотности, поскольку концентрации K ₂ O, фтора и хлора очень низкие. Колебания плотности в сердцевине смягчаются за счет более низкой фиктивной температуры в результате легирования калием и дополнительно уменьшаются за счет отжига в процессе вытяжки волокна. Это отличается от оболочки, где более высокие уровни примеси фтора и возникающие в результате колебания концентрации увеличивают потери. В таких волокнах свет, проходящий через сердцевину, испытывает меньшее рассеяние и меньшее затухание по сравнению со светом, распространяющимся через оболочку волокна.

При высоких оптических мощностях рассеяние также может быть вызвано нелинейными оптическими процессами в волокне. ^[65]^[66]

УФ-Вид-ИК-поглощение

Помимо рассеяния света, затухание или потеря сигнала также могут происходить из-за избирательного поглощения определенных длин волн. Основные материальные соображения включают как электроны, так и молекулы, а именно:

На электронном уровне это зависит от того, расположены ли электронные орбитали (или «квантованы») так, что они могут поглощать квант света (или фотон) определенной длины волны или частоты в ультрафиолетовом (УФ) или видимом диапазонах. Это то, что порождает цвет.
На атомном или молекулярном уровне это зависит от частот атомных или молекулярных колебаний или химических связей, от того, насколько плотно упакованы атомы или молекулы, а также от того, обладают ли атомы или молекулы дальним порядком. Эти факторы будут определять способность материала передавать более длинные волны в инфракрасном (ИК), дальнем ИК-, радио- и микроволновом диапазонах.

Конструкция любого оптически прозрачного устройства требует выбора материалов на основе знания его свойств и ограничений. Характеристики кристаллической структуры поглощения , наблюдаемые в областях более низких частот (средний и дальний ИК-диапазон длин волн), определяют длинноволновый предел прозрачности материала. Они являются результатом интерактивной связи между движениями термоиндуцированных колебаний составляющих атомов и молекул твердой решетки и падающим световым излучением. Следовательно, все материалы ограничены предельными областями поглощения, вызванными атомными и молекулярными колебаниями (растяжением связей) в дальней инфракрасной области (> 10 мкм).

Другими словами, избирательное поглощение ИК-излучения конкретным материалом происходит потому, что выбранная частота световой волны соответствует частоте (или целому кратному частоте, т.е. гармонике ), на которой колеблются частицы этого материала. Поскольку разные атомы и молекулы имеют разные собственные частоты колебаний, они избирательно поглощают разные частоты (или части спектра) ИК-излучения.

Отражение и передача световых волн происходят потому, что частоты световых волн не соответствуют естественным резонансным частотам вибрации объектов. Когда ИК-свет этих частот попадает на объект, энергия либо отражается, либо передается.

Бюджет потерь

Затухание по всей длине кабеля значительно увеличивается за счет использования разъемов и сращиваний. При вычислении приемлемого затухания (бюджета потерь) между передатчиком и приемником учитывается:

потери дБ из-за типа и длины оптоволоконного кабеля,
Потери дБ, вносимые разъемами, и
Потери дБ, вносимые соединениями.

Разъемы обычно вносят 0,3 дБ на разъем хорошо отполированных разъемов. Сращивания обычно вносят менее 0,2 дБ на соединение. ^{[ нужна ссылка ]}

Общий ущерб можно рассчитать по формуле:

Потери = потери дБ на разъем × количество разъемов + потери дБ на соединение × количество соединений + потери дБ на километр × километры волокна,

где потери в дБ на километр зависят от типа волокна и могут быть найдены в спецификациях производителя. Например, типичное одномодовое волокно длиной 1550 нм имеет потери 0,3 дБ на километр. ^{[ нужна ссылка ]}

Рассчитанный бюджет потерь используется при тестировании для подтверждения того, что измеренные потери находятся в пределах нормальных рабочих параметров.

Производство

Материалы

Стеклянные оптические волокна почти всегда изготавливаются из диоксида кремния , но некоторые другие материалы, такие как фторцирконатные , фторалюминатные и халькогенидные стекла , а также кристаллические материалы, такие как сапфир , используются для более длинноволновых инфракрасных или других специализированных применений. Кварцевые и фторидные стекла обычно имеют показатель преломления около 1,5, но некоторые материалы, такие как халькогениды, могут иметь показатель до 3. Обычно разница показателей между сердцевиной и оболочкой составляет менее одного процента.

Пластиковые оптические волокна (POF) обычно представляют собой многомодовые волокна со ступенчатым индексом преломления и диаметром сердцевины 0,5 миллиметра или более. POF обычно имеет более высокие коэффициенты затухания, чем стекловолокно, 1 дБ/м или выше, и это высокое затухание ограничивает диапазон систем на основе POF.

Кремнезем

Кремнезем демонстрирует довольно хорошее оптическое пропускание в широком диапазоне длин волн. В ближней инфракрасной (ближней ИК) части спектра, особенно около 1,5 мкм, кремнезем может иметь чрезвычайно низкие потери на поглощение и рассеяние, порядка 0,2 дБ/км. Столь низкие потери зависят от использования сверхчистого кремнезема. Высокая прозрачность в области 1,4 мкм достигается за счет поддержания низкой концентрации гидроксильных групп (ОН). Альтернативно, высокая концентрация ОН лучше передает сигнал в ультрафиолетовой (УФ) области. ^[67]

Кремнезем можно вытягивать в волокна при достаточно высоких температурах, и он имеет довольно широкий диапазон стеклования . Еще одним преимуществом является то, что сварка и расщепление кварцевых волокон относительно эффективны. Кварцевое волокно также обладает высокой механической прочностью как на растяжение, так и на изгиб, при условии, что волокно не слишком толстое и поверхность хорошо подготовлена в процессе обработки. Даже простое скалывание концов волокна может обеспечить плоскую поверхность с приемлемым оптическим качеством. Кремнезем также относительно химически инертен . В частности, он не гигроскопичен (не впитывает воду).

Кварцевое стекло можно легировать различными материалами. Одной из целей легирования является повышение показателя преломления (например, диоксидом германия (GeO ₂ ) или оксидом алюминия (Al ₂ O ₃ )) или его понижение (например, фтором или триоксидом бора (B ₂ O ₃ )). Также возможно легирование лазерно-активными ионами (например, волокон, легированных редкоземельными элементами) с целью получения активных волокон, которые будут использоваться, например, в волоконных усилителях или лазерных приложениях. И сердцевина волокна, и оболочка обычно легированы, так что вся сборка (сердцевина и оболочка) фактически представляет собой одно и то же соединение (например, алюмосиликатное , германосиликатное, фосфоросиликатное или боросиликатное стекло ).

В частности, для активных волокон чистый кремнезем обычно не является подходящим стеклом-основой, поскольку он обладает низкой растворимостью для ионов редкоземельных элементов. Это может привести к эффектам тушения из-за кластеризации ионов легирующей примеси. Алюмосиликаты в этом отношении гораздо эффективнее.

Кремнеземное волокно также имеет высокий порог оптического повреждения. Это свойство обеспечивает низкую склонность к лазерному пробою. Это важно для волоконных усилителей, когда они используются для усиления коротких импульсов.

Благодаря этим свойствам кварцевые волокна являются предпочтительным материалом во многих оптических приложениях, таких как связь (за исключением очень коротких расстояний с использованием пластикового оптического волокна), волоконные лазеры, волоконные усилители и волоконно-оптические датчики. Большие усилия, приложенные к разработке различных типов кварцевых волокон, еще больше повысили характеристики таких волокон по сравнению с другими материалами. ^[68]^[69]^[70]^[71]^[72]^[73]^[74]^[75]

Фторидное стекло

Фторидное стекло — это класс неоксидных стекол оптического качества, состоящих из фторидов различных металлов . Из-за низкой вязкости этих стекол очень трудно полностью избежать кристаллизации при их обработке стеклованием (или вытягивании волокна из расплава). Таким образом, хотя стекла из фторида тяжелых металлов (HMFG) демонстрируют очень низкое оптическое затухание, они не только сложны в производстве, но и весьма хрупкие и имеют плохую устойчивость к влаге и другим воздействиям окружающей среды. Их лучшим достоинством является отсутствие полосы поглощения, связанной с гидроксильной (ОН) группой (3200–3600 см-1). ⁻¹; т. е. 2777–3125 нм или 2,78–3,13 мкм), который присутствует почти во всех стеклах на основе оксидов. Столь низкие потери никогда не были реализованы на практике, а хрупкость и высокая стоимость фторидных волокон делали их далеко не идеальными кандидатами в качестве основных кандидатов.

Фторидные волокна используются в средней ИК-спектроскопии , волоконно-оптических датчиках , термометрии и визуализации . Фторидные волокна можно использовать для направленной передачи световых волн в таких средах, как YAG- ( алюмоиттриевый гранат ) лазеры на длине волны 2,9 мкм, что требуется для медицинских применений (например, офтальмологии и стоматологии ). ^[76]^[77]

Примером фторидного стекла тяжелых металлов является группа стекол ZBLAN , состоящая из фторидов циркония , бария , лантана , алюминия и натрия . Их основное технологическое применение — оптические волноводы как в планарной, так и в волоконной форме. Они особенно выгодны в среднем инфракрасном диапазоне (2000–5000 нм).

Фосфатное стекло

Клетчатая структура P ₄ O ₁₀ — основной строительный блок фосфатного стекла.

Фосфатное стекло — класс оптических стекол, состоящих из метафосфатов различных металлов. Вместо _{SiO 4} тетраэдров , наблюдаемых в силикатных стеклах, строительным блоком этого стекла является пятиокись фосфора (P ₂ O ₅ ), которая кристаллизуется как минимум в четырех различных формах. Наиболее известным полиморфом является клеточная структура P ₄ O ₁₀ .

Фосфатные стекла могут иметь преимущество перед кварцевыми стеклами для оптических волокон с высокой концентрацией легирующих редкоземельных ионов. Смесь фтористого стекла и фосфатного стекла представляет собой фторфосфатное стекло. ^[78]^[79]

Халькогенидное стекло

Халькогены — элементы 16-й группы периодической таблицы, особенно сера (S), селен (Se) и теллур (Te) — реагируют с более электроположительными элементами, такими как серебро , с образованием халькогенидов . Это чрезвычайно универсальные соединения, поскольку они могут быть кристаллическими или аморфными, металлическими или полупроводниковыми, а также проводниками ионов или электронов . Халькогенидное стекло можно использовать для изготовления волокон для передачи в дальнем инфракрасном диапазоне. ^[80]

Процесс

Преформа

Стандартные оптические волокна изготавливаются путем сначала изготовления заготовки большого диаметра с тщательно контролируемым профилем показателя преломления, а затем вытягивания заготовки для формирования длинного тонкого оптического волокна. Преформа обычно изготавливается тремя методами химического осаждения из паровой фазы : осаждением из паровой фазы внутри , осаждением из паровой фазы снаружи и осевым осаждением из паровой фазы . ^[81]

При внутреннем осаждении из паровой фазы заготовка представляет собой полую стеклянную трубку длиной примерно 40 сантиметров (16 дюймов), которую располагают горизонтально и медленно вращают на токарном станке . Такие газы, как тетрахлорид кремния (SiCl ₄ ) или тетрахлорид германия (GeCl ₄ ), впрыскиваются с кислородом в конец трубки. Затем газы нагреваются с помощью внешней водородной горелки, доводя температуру газа до 1900 К (1600 °C, 3000 °F), при этом тетрахлориды реагируют с кислородом с образованием частиц диоксида кремния или германия . Когда условия реакции выбираются так, чтобы позволить этой реакции протекать в газовой фазе по всему объему трубки, в отличие от более ранних методов, где реакция происходила только на поверхности стекла, этот метод называется модифицированным химическим осаждением из паровой фазы .

Частицы оксида затем агломерируются, образуя большие цепочки частиц, которые впоследствии откладываются на стенках трубки в виде сажи. Отложение происходит из-за большой разницы температур между газовым ядром и стенкой, заставляющей газ выталкивать частицы наружу в процессе, известном как термофорез . Затем горелку перемещают вверх и вниз по длине трубки для равномерного нанесения материала. После того, как горелка достигла конца трубки, ее снова возвращают в начало трубки, и осажденные частицы затем плавятся с образованием твердого слоя. Этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет нанесено достаточное количество материала. Для каждого слоя состав можно модифицировать, варьируя состав газа, что позволяет точно контролировать оптические свойства готового волокна.

При наружном осаждении из паровой фазы или осевом осаждении из паровой фазы стекло образуется путем пламенного гидролиза - реакции, в которой тетрахлорид кремния и тетрахлорид германия окисляются в результате реакции с водой в кислородно-водородном пламени. При наружном осаждении из паровой фазы стекло наносится на твердый стержень, который удаляется перед дальнейшей обработкой. При аксиальном осаждении из паровой фазы используется короткий затравочный стержень , на конце которого наращивается пористая заготовка, длина которой не ограничена размером исходного стержня. Пористая заготовка превращается в прозрачную твердую заготовку путем нагревания примерно до 1800 К (1500 °C, 2800 °F).

Поперечное сечение волокна, вытянутого из D- *образной заготовки* . Преформа для этого тестового волокна не была хорошо отполирована, и в конфокальный оптический микроскоп видны трещины .

В типичном коммуникационном волокне используется круглая заготовка. Для некоторых применений, таких как волокна с двойной оболочкой, предпочтительна другая форма. ^[82] В волоконных лазерах на основе волокна с двойной оболочкой асимметричная форма улучшает коэффициент заполнения лазерной накачки .

За счет поверхностного натяжения форма в процессе вытяжки сглаживается, и форма полученного волокна не воспроизводит острые края заготовки. Тем не менее, тщательная полировка заготовки важна, поскольку любые дефекты поверхности заготовки влияют на оптические и механические свойства получаемого волокна.

Рисунок

Преформа, независимо от конструкции, помещается в устройство, известное как волочильная башня , где кончик преформы нагревается и оптическое волокно вытягивается в виде струны. Натяжение волокна можно контролировать для поддержания желаемой толщины волокна.

Облицовка

Свет направляется по сердцевине волокна с помощью оптической оболочки с более низким показателем преломления, которая удерживает свет в сердцевине за счет полного внутреннего отражения. У некоторых типов волокна оболочка изготавливается из стекла и вытягивается вместе с сердцевиной из заготовки с радиально изменяющимся показателем преломления. У остальных типов волокна оболочка изготавливается из пластика и наносится как покрытие (см. ниже).

Покрытия

Оболочка покрыта буфером (не путать с настоящей буферной трубкой), который защищает ее от влаги и физических повреждений. ^[69] Эти покрытия представляют собой уретан-акрилатные композитные или полиимидные материалы, отверждаемые УФ-излучением, наносимые на внешнюю поверхность волокна в процессе вытяжки. Покрытия защищают очень тонкие пряди стекловолокна размером с человеческий волос и позволяют им выдерживать суровые условия производства, контрольных испытаний, прокладки кабелей и установки. Для заделки или сращивания с волокна необходимо снять буферное покрытие.

В современных процессах вытяжки стекловолокна применяется метод двухслойного покрытия. Внутреннее первичное покрытие действует как амортизатор и минимизирует затухание, вызванное микроизгибом . Внешнее вторичное покрытие защищает первичное покрытие от механических повреждений и действует как барьер для боковых сил и может быть окрашено для различения жил в жгутовых конструкциях кабелей. Эти слои волоконно-оптического покрытия наносятся во время протяжки волокна на скорости около 100 километров в час (60 миль в час). Покрытия волоконно-оптических волокон наносятся одним из двух методов: мокрым по сухому и мокрым по мокрому . При методе «мокрый по сухому» волокно проходит через первичное покрытие, которое затем отверждается УФ-излучением, а затем через вторичное покрытие, которое впоследствии отверждается. При методе «мокрый по мокрому» волокно проходит как первичное, так и вторичное покрытие, а затем подвергается УФ-отверждению. ^{[ нужна ссылка ]}

Толщина покрытия учитывается при расчете напряжения, которое испытывает волокно при различных конфигурациях изгиба. ^[83] Когда волокно с покрытием наматывается на оправку, напряжение, испытываемое волокном, определяется выражением ^[83]^: 45 $\sigma =E{d_{\text{f}} \over d_{\text{m}}+d_{\text{c}}},$ где $E$ волокна Юнга , $dm df$ — диаметр оправки, $— — модуль$ диаметр оболочки и $dc —$ диаметр покрытия.

При двухточечном изгибе волокно с покрытием сгибается в U-образной форме и помещается между канавками двух лицевых пластин, которые сближаются до тех пор, пока волокно не порвется. Напряжение в волокне в этой конфигурации определяется выражением ^[83]^: 47 $\sigma =1.198E{d_{\text{f}} \over d-d_{\text{c}}},$ где $d$ — расстояние между планшайбами. Коэффициент 1,198 представляет собой геометрическую константу, связанную с этой конфигурацией.

Покрытия оптоволокна защищают стекловолокно от царапин, которые могут привести к снижению прочности. Сочетание влаги и царапин ускоряет старение и ухудшение прочности волокна. Когда волокно подвергается низким нагрузкам в течение длительного периода, может возникнуть усталость волокна. Со временем или в экстремальных условиях эти факторы в совокупности вызывают распространение микроскопических дефектов в стекловолокне, что в конечном итоге может привести к выходу волокна из строя.

Условия окружающей среды могут влиять на три ключевые характеристики волоконно-оптических волноводов: прочность, затухание и устойчивость к потерям, вызванным микроизгибами. Внешние оболочки оптоволоконных кабелей и буферные трубки защищают стекловолокно от условий окружающей среды, которые могут повлиять на его характеристики и долговечность. Внутренние покрытия обеспечивают надежность передачи сигнала и помогают минимизировать затухание из-за микроизгибов.

Кабельная конструкция

В практических волокнах оболочка обычно покрыта прочной смолой и имеет дополнительный буферный слой, который может быть дополнительно окружен слоем оболочки , обычно пластиковым. Эти слои увеличивают прочность волокна, но не влияют на его оптические свойства. В сборках жестких волокон между волокнами иногда помещают светопоглощающее стекло, чтобы предотвратить попадание света, просачивающегося из одного волокна, в другое. Это уменьшает перекрестные помехи между волокнами или уменьшает блики при визуализации пучков волокон. ^[84]^[85] В многоволоконном кабеле обычно используются цветные буферы для идентификации каждой жилы.

Современные кабели имеют широкий спектр оболочек и брони, предназначенных для таких применений, как прямое захоронение в траншеях, изоляция высокого напряжения, двойное использование в качестве линий электропередачи, ^[86]^{[ не удалось пройти проверку ]} установка в кабелепроводе, крепление к воздушным телефонным столбам, установка на подводной лодке и установка на улицах с твердым покрытием.

Некоторые версии оптоволоконных кабелей армированы арамидными нитями или стеклянными нитями в качестве промежуточного элемента прочности . С коммерческой точки зрения использование стеклянных нитей более рентабельно без потери механической прочности. Стеклянные нити также защищают жилу кабеля от грызунов и термитов.

Практические вопросы

Установка

Оптоволоконный кабель может быть очень гибким, но потери в традиционном волокне значительно возрастают, если волокно изогнуто с радиусом менее 30 мм. Это создает проблему, когда кабель сгибается по углам. Гибкие волокна , предназначенные для облегчения установки в домашних условиях, стандартизированы как ITU-T G.657 . Волокно этого типа можно согнуть с радиусом всего 7,5 мм без каких-либо негативных последствий. Были разработаны еще более гибкие волокна. ^[87] Гибкое волокно также может быть устойчивым к взлому волокна, при котором сигнал в волокне тайно отслеживается путем сгибания волокна и обнаружения утечки. ^[88]

Еще одной важной особенностью кабеля является его способность выдерживать натяжение, которое определяет, какую силу можно приложить к кабелю во время установки.

Терминация и сращивание

Оптические волокна подключаются к оконечному оборудованию с помощью оптоволоконных разъемов . Эти разъемы обычно относятся к стандартному типу, например FC , SC , ST , LC , MTRJ , MPO или SMA . Оптические волокна могут быть соединены с помощью разъемов, обычно на патч-панели , или постоянно путем сращивания , то есть соединения двух волокон вместе для образования непрерывного оптического волновода. Общепринятым методом сращивания является сварка плавлением , при которой концы волокна сплавляются вместе. Для более быстрого крепления механическое соединение используется . Все методы сращивания предполагают установку кожуха, защищающего место сращивания.

Сварка сплавлением осуществляется с помощью специального инструмента. С концов волокна сначала снимают защитное полимерное покрытие (а также более прочную внешнюю оболочку, если она имеется). Концы скалываются прецизионным скалывателем, чтобы сделать их перпендикулярными, и помещаются в специальные держатели сварочного аппарата. Сварку обычно осматривают с помощью увеличенного экрана, чтобы проверить сколы до и сварку после сращивания. Сварочный аппарат использует небольшие двигатели для выравнивания торцевых поверхностей и излучает небольшую искру между электродами в зазоре, чтобы сжечь пыль и влагу. Затем сварочный аппарат генерирует более крупную искру, которая поднимает температуру выше точки плавления стекла, окончательно сплавляя концы. Местоположение и энергия искры тщательно контролируются, чтобы расплавленная сердцевина и оболочка не смешивались, а это минимизирует оптические потери. Оценка потерь на сварном соединении измеряется сварочным аппаратом путем направления света через оболочку с одной стороны и измерения света, просачивающегося из оболочки с другой стороны. Типичными являются потери на сварном соединении менее 0,1 дБ. Сложность этого процесса делает сращивание волокон гораздо более трудным, чем сращивание медного провода.

Механические сращивания волокон предназначены для более быстрой и простой установки, но все же существует необходимость в зачистке, тщательной очистке и точном скалывании. Концы волокон выравниваются и скрепляются вместе прецизионной муфтой, часто с использованием прозрачного геля с соответствующим индексом , который улучшает передачу света через соединение. Механические соединения обычно имеют более высокие оптические потери и менее прочны, чем сварные соединения, особенно если используется гель.

Волокна заканчиваются разъемами, которые точно и надежно удерживают конец волокна. Оптоволоконный соединитель представляет собой жесткий цилиндрический корпус, окруженный втулкой, которая удерживает корпус в ответном гнезде. Механизм сопряжения может быть нажимным и щелчковым , поворотным и защелкивающимся ( байонетное крепление ) или ввинчиваемым ( резьбовым ). Цилиндр обычно может свободно перемещаться внутри гильзы и может иметь шпонку, которая предотвращает вращение цилиндра и волокна при соединении разъемов.

Типичный разъем устанавливается путем подготовки конца волокна и вставки его в заднюю часть корпуса разъема. Для надежного удержания волокна обычно используется быстросхватывающийся клей, а компенсатор натяжения сзади закрепляется . Как только клей схватится, конец волокна полируется. В зависимости от типа волокна и области применения используются различные профили полировки. Результирующая потеря мощности сигнала называется потерей пропускной способности . Концы одномодового волокна обычно полируются с небольшой кривизной, благодаря чему сопрягаемые разъемы соприкасаются только по сердцевинам. Это называется полировкой физического контакта (ПК). Искривленную поверхность можно отполировать под углом, чтобы обеспечить угловое соединение с физическим контактом (APC) . Такие соединения имеют более высокие потери, чем соединения ПК, но значительно уменьшают обратное отражение, поскольку свет, отражающийся от наклонной поверхности, просачивается из сердцевины волокна. Концы волокна APC имеют низкое обратное отражение даже в отключенном состоянии.

В 1990-е годы количество деталей на разъем, полировка волокон и необходимость запекания эпоксидной смолы в каждом разъеме затрудняли заделку оптоволоконных кабелей. Сегодня типы разъемов, представленные на рынке, предлагают более простые и менее трудоемкие способы подключения кабелей. Некоторые из наиболее популярных разъемов предварительно полируются на заводе и содержат гель внутри разъема. Скол . делается необходимой длины, чтобы максимально приблизиться к полированной детали, уже находящейся внутри разъема Гель окружает точку соединения двух частей внутри разъема, что обеспечивает минимальную потерю света. ^[89] Для самых требовательных установок предварительно отполированные на заводе пигтейлы достаточной длины, чтобы дойти до первого корпуса сварного соединения, обеспечивают хорошую производительность и сводят к минимуму трудозатраты на месте.

Муфта в свободном пространстве

Часто необходимо совместить оптическое волокно с другим оптическим волокном или с оптоэлектронным устройством, таким как светоизлучающий диод , лазерный диод или модулятор . Это может включать либо тщательное выравнивание волокна и его контакт с устройством, либо использование линзы, обеспечивающей соединение через воздушный зазор. Обычно размер моды волокна намного больше, чем размер моды лазерного диода или кремниевого оптического чипа . В этом случае используется коническое или линзованное волокно для согласования распределения поля мод волокна с распределением поля мод другого элемента. Линзу на конце волокна можно сформировать с помощью полировки, лазерной резки. ^[90] или сварка сваркой.

В лабораторных условиях оголенный конец волокна соединяется с помощью системы запуска волокна, которая использует объектив микроскопа для фокусировки света в тонкую точку. Прецизионный столик перемещения (стол микропозиционирования) используется для перемещения линзы, волокна или устройства, что позволяет оптимизировать эффективность соединения. Волокна с разъемом на конце значительно упрощают этот процесс: разъем просто вставляется в предварительно настроенный оптоволоконный коллиматор, который содержит линзу, которая либо точно позиционируется по волокну, либо регулируется. Для достижения наилучшей эффективности инжекции в одномодовое волокно необходимо оптимизировать направление, положение, размер и расходимость луча. При хороших лучах можно достичь эффективности связи от 70 до 90%.

При правильно отполированном одномодовом волокне излучаемый луч имеет почти идеальную гауссову форму даже в дальней зоне, если используется хорошая линза. Линза должна быть достаточно большой, чтобы поддерживать полную числовую апертуру волокна, и не должна вносить аберрации в луч. асферические линзы Обычно используются .

Волоконный предохранитель

При высоких оптических интенсивностях, более 2 мегаватт на квадратный сантиметр, когда волокно подвергается удару или иному внезапному повреждению, может произойти перегорание волокна . Отражение от повреждения испаряет волокно непосредственно перед разрывом, и этот новый дефект остается отражающим, так что повреждение распространяется обратно к передатчику со скоростью 1–3 метра в секунду (4–11 км/ч, 2–8 миль в час). ^[91]^[92] Система управления открытым волокном , которая обеспечивает безопасность лазерных глаз в случае обрыва волокна, также может эффективно остановить распространение перегорания волокна. ^[93] В таких ситуациях, как подводные кабели, где высокие уровни мощности могут использоваться без необходимости управления открытым волокном, защитное устройство «предохранитель волокна» на передатчике может разорвать цепь, чтобы свести повреждения к минимуму.

Хроматическая дисперсия

Показатель преломления волокон незначительно меняется в зависимости от частоты света, а источники света не являются полностью монохроматическими. Модуляция источника света для передачи сигнала также немного расширяет полосу частот передаваемого света. Это приводит к тому, что на больших расстояниях и при высоких скоростях модуляции различным частотам света может потребоваться разное время, чтобы достичь приемника, что в конечном итоге делает сигнал неразличимым и требует дополнительных ретрансляторов. ^[94] Эту проблему можно решить несколькими способами, включая использование волокна относительно короткой длины с противоположным градиентом показателя преломления.

См. также

Примечания

^ Включая инфракрасное и ультрафиолетовое излучение .
^ Эта особенность компенсируется восприимчивостью волокна к гамма-излучению оружия. Гамма-излучение приводит к значительному увеличению оптического затухания во время гамма-всплеска из-за потемнения материала, после чего само волокно излучает яркую световую вспышку при отжиге. Продолжительность отжига и уровень остаточного затухания зависят от материала волокна и его температуры.
^ В этом случае оптоволокно, вероятно, будет проходить более длинный маршрут, и возникнут дополнительные задержки из-за переключения оборудования связи и процесса кодирования и декодирования голоса в волокне.
^ Электромагнитный анализ также может потребоваться для понимания таких явлений, как спекл, которые возникают при распространении когерентного света по многомодовому волокну.
^ Поведение многомодового волокна с большей сердцевиной также можно смоделировать с помощью волнового уравнения, которое показывает, что такое волокно поддерживает более одной моды распространения (отсюда и название). Результаты такого моделирования многомодового волокна примерно согласуются с предсказаниями геометрической оптики, если сердцевина волокна достаточно велика, чтобы поддерживать более нескольких мод.
^ Для применений, требующих спектральных длин волн, особенно в средней инфракрасной области волн (~ 2–7 мкм), лучшей альтернативой являются фторидные стекла , такие как ZBLAN и I nF ₃ .

Ссылки

^ Старший, Джон М.; Джамро, М. Юсиф (2009). Оптоволоконная связь: принципы и практика . Пирсон Образование. стр. 7–9. ISBN 978-0130326812 .
^ «Рождение фиброскопов» . www.olympus-global.com . Корпорация Олимп . Проверено 17 апреля 2015 г.
^ Ли, Бёнхо (2003). «Обзор современного состояния волоконно-оптических датчиков». Оптоволоконные технологии . 9 (2): 57–79. Бибкод : 2003OptFT...9...57L . дои : 10.1016/s1068-5200(02)00527-8 .
^ «Оптическое волокно» . www.thefoa.org . Ассоциация оптоволокна . Проверено 17 апреля 2015 г.
^ «Производство перфторпластических оптических волокон» (PDF) . chromisfiber.com. 2004 . Проверено 11 сентября 2023 г.
^ Старший , стр. 12–14.
^ Пирсолл, Томас (2010). Основы фотоники (2-е изд.). МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-162935-5 . Архивировано из оригинала 17 августа 2021 г. Проверено 24 февраля 2021 г.
^ Справочник закупок оптической промышленности и систем . Оптическое издательство. 1984.
^ Хунспергер (19 октября 2017 г.). Фотонные устройства и системы . Рутледж. ISBN 9781351424844 .
^ Феннелли, Лоуренс Дж. (26 ноября 2012 г.). Эффективная физическая безопасность (4-е изд.). Эльзевир Наука. п. 355. ИСБН 9780124159815 .
^ Старший , с. 218
^ Старший , стр. 234–235.
^ «Кафедра Нариндера Сингха Капани по оптоэлектронике» . ucsc.edu. Архивировано из оригинала 21 мая 2017 г. Проверено 1 ноября 2016 г.
^ Колладон, Жан-Даниэль (1842). «Об отражениях луча света внутри параболического потока жидкости». Комптес Рендус .
^ Jump up to: ^а ^б Бейтс, Реджис Дж (2001). Справочник по оптической коммутации и сетевым технологиям . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 10. ISBN 978-0-07-137356-2 .
^ Тиндаль, Джон (1870). «Тотальная рефлексия» . Заметки о Свете .
^ Тиндаль, Джон (1873). Шесть лекций о свете . Нью-Йорк: Д. Эпплтон.
^ Мэри Беллис. «Как была изобретена волоконная оптика» . Архивировано из оригинала 12 июля 2012 г. Проверено 20 января 2020 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Хехт, Джефф (2004). Город света: история оптоволокна (переработанная редакция). Оксфордский университет. стр. 55–70. ISBN 9780195162554 .
^ Хопкинс, Х.Х.; Капаны, Н.С. (1954). «Гибкий фиброскоп, использующий статическое сканирование». Природа . 173 (4392): 39–41. Бибкод : 1954Natur.173...39H . дои : 10.1038/173039b0 . S2CID 4275331 .
^ Две революционные оптические технологии . Научное обоснование Нобелевской премии по физике 2009 года. Nobelprize.org. 6 октября 2009 г.
^ Как Индия пропустила еще одну Нобелевскую премию — Rediff.com India News . News.rediff.com (12 октября 2009 г.). Проверено 8 февраля 2017 г.
^ Патент DE 1254513 , Бёрнер, Манфред, «Многоступенчатая система передачи для отображаемых сообщений с импульсно-кодовой модуляцией», выдан 16 ноября 1967 г., передан Telefunken Patentverfassungsgesellschaft mbH.
^ Патент США 3845293 , Бёрнер, Манфред, «Электрооптическая система передачи с использованием лазеров».
^ Лунная телекамера. План приемочных испытаний перед установкой . НАСА. 12 марта 1968 г.
^ Хехт, Джефф (1999). Город света, История оптоволокна . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . п. 114. ИСБН 978-0-19-510818-7 .
^ «Пресс-релиз – Нобелевская премия по физике 2009 г.» . Нобелевский фонд . Проверено 7 октября 2009 г.
^ Хехт, Джефф (1999). Город света, История оптоволокна . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . п. 271. ИСБН 978-0-19-510818-7 .
^ «1971–1985 Продолжая традицию» . График инноваций GE . Компания Дженерал Электрик . Проверено 28 сентября 2012 г.
^ «Об авторе – Томас Менса» . Правильные вещи бывают черного цвета. Архивировано из оригинала 2 января 2015 года . Проверено 29 марта 2015 г.
^ «Профиль руководителя: Томас О. Менса» . Блумберг. Архивировано из оригинала 10 февраля 2015 года . Проверено 31 марта 2015 г.
^ «Томас О. Менса» . АЙШЕ . Проверено 30 июля 2024 г.
^ Катания, Б.; Микетти, Л.; Тоско, Ф.; Оккини, Э.; Сильвестри, Л. (сентябрь 1976 г.). «Первый итальянский эксперимент с подземным оптическим кабелем» (PDF) . Материалы 2-й Европейской конференции по оптической связи (II ECOC) . стр. 315–322 . Проверено 18 августа 2022 г.
^ «15 сентября 1977 года, Турин, первый в мире проект действующего оптоволокна» . Исторический архив Telecom Italia . Архивировано из оригинала 17 сентября 2017 г. Проверено 15 февраля 2017 г.
^ «Springroove, оптоволоконное соединение, запатентованное в 1977 году» . Исторический архив Telecom Italia . Архивировано из оригинала 16 августа 2016 г. Проверено 8 февраля 2017 г.
^ Мирс, Р.Дж.; Рики, Л.; Пул, SB; Пейн, Д.Н. (30 января 1986 г.). «Низкопороговой перестраиваемый волоконный лазер непрерывного действия и добротности, работающий на длине волны 1,55 мкм» (PDF) . Электронные письма . 22 (3): 159–160. Бибкод : 1986ЭЛ....22..159М . дои : 10.1049/эл:19860111 .
^ Мирс, Р.Дж.; Рики, Л.; Джонси, IM; Пейн, Д.Н. (10 сентября 1987 г.). «Малошумящий оптоволоконный усилитель, легированный эрбием, работающий на длине волны 1,54 мкм» (PDF) . Электронные письма . 23 (19): 1026–1028. Бибкод : 1987ElL....23.1026M . дои : 10.1049/эл:19870719 .
^ Десюрвир, Э.; Симпсон, Дж.; Беккер, ПК (1987). «Волоконный усилитель бегущей волны с высоким коэффициентом усиления, легированный эрбием». Оптические письма . 12 (11): 888–890. Бибкод : 1987OptL...12..888D . дои : 10.1364/OL.12.000888 . ПМИД 19741905 .
^ Рассел, Филип (2003). «Фотонно-кристаллические волокна». Наука . 299 (5605): 358–62. Бибкод : 2003Sci...299..358R . дои : 10.1126/science.1079280 . ПМИД 12532007 . S2CID 136470113 .
^ «История кристаллического волокна A/S» . Кристалл Файбер А/С. Архивировано из оригинала 23 июля 2001 г. Проверено 22 октября 2008 г.
^ дои : 10.1126/science.282.5393.1476 .
^ Яо, С. (2003). «Поляризация в оптоволоконных системах: увеличение пропускной способности» (PDF) . Справочник по фотонике . Издательство Лорин. п. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 11 июля 2011 г.
^ «JANET предоставляет первую в Европе услугу на длине волны 40 Гбит/с» . Сиена (пресс-релиз). 09.07.2007. Архивировано из оригинала 14 января 2010 г. Проверено 29 октября 2009 г.
^ НТТ (29 сентября 2006 г.). «14 Тбит/с по одному оптическому волокну: успешная демонстрация крупнейшей в мире пропускной способности» (пресс-релиз). Японский телеграф и телефон. Архивировано из оригинала 21 сентября 2017 г. Проверено 8 февраля 2017 г.
^ Альфиад, М.С.; и др. (2008). «Передача POLMUX-RZ-DQPSK 111 Гбит/с на расстояние 1140 км по SSMF с соседями NRZ-OOK 10,7 Гбит/с» (PDF) . Материалы ECOC 2008 . стр. Пн.4.Д.2. Архивировано из оригинала (PDF) 4 декабря 2013 г. Проверено 17 сентября 2013 г.
^ Alcatel-Lucent (29 сентября 2009 г.). «Bell Labs бьет рекорд оптической передачи, барьер в 100 петабит в секунду» . Phys.org (пресс-релиз). Архивировано из оригинала 9 октября 2009 года.
^ Хехт, Джефф (29 апреля 2011 г.). «Сверхбыстрая оптоволокно установило новый рекорд скорости» . Новый учёный . Том. 210, нет. 2809. с. 24. Бибкод : 2011NewSc.210R..24H . дои : 10.1016/S0262-4079(11)60912-3 . Проверено 26 февраля 2012 г.
^ «NEC и Corning достигают петабитной оптической передачи» . Оптика.org. 22 января 2013 г. Проверено 23 января 2013 г.
^ Бозинович, Н.; Юэ, Ю.; Рен, Ю.; Тур, М.; Кристенсен, П.; Хуанг, Х.; Уиллнер, А.Е.; Рамачандран, С. (2013). «Мультиплексирование с разделением по орбитальному угловому моменту в терабитном масштабе в волокнах» (PDF) . Наука . 340 (6140): 1545–1548. Бибкод : 2013Sci...340.1545B . дои : 10.1126/science.1237861 . ПМИД 23812709 . S2CID 206548907 . Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2019 г.
^ «Скорость передачи данных в петабитах в секунду от одного источника света размером с чип - DTU Electro» (Пресс-релиз). Технический университет Дании. 31 октября 2022 г. Архивировано из оригинала 12 января 2023 г.
^ Крулл, Лотте (20 октября 2022 г.). «Новый рекорд передачи данных» (Пресс-релиз). Технический университет Дании . Проверено 17 июня 2024 г.
^ «Мировой рекорд пропускной способности оптоволокна удвоится до 22,9 петабит в секунду | 2023» . NICT — Национальный институт информационных и коммуникационных технологий .
^ Костовский Г.; Стоддарт, PR; Митчелл, А. (2014). «Наконечник оптического волокна: микроскопическая платформа со световой связью для микро- и нанотехнологий». Продвинутые материалы . 26 (23): 3798–820. Бибкод : 2014AdM....26.3798K . дои : 10.1002/adma.201304605 . ПМИД 24599822 . S2CID 32093488 .
^ Бэника, Флоринель-Габриэль (2012). Химические сенсоры и биосенсоры: основы и применение . Чичестер: Джон Уайли и сыновья. Ч. 18–20. ISBN 978-0-470-71066-1 .
^ Анна Басанская (1 октября 2005 г.). «Электричество над стеклом» . IEEE-спектр .
^ «Фотоэлектрический подвиг превосходит оптическое волокно» . Электронные продукты . 01.06.2006. Архивировано из оригинала 18 июля 2011 г. Проверено 26 сентября 2020 г.
^ Аль Мошеки, Заид; Меллинг, Питер Дж.; Томсон, Мэри А. (июнь 2001 г.). «Мониторинг реакции ферментации in situ в реальном времени с использованием оптоволоконного ИК-Фурье зонда» (PDF) . Спектроскопия . 16 (6): 15.
^ Меллинг, Питер; Томсон, Мэри (октябрь 2002 г.). «Мониторинг реакций в небольших реакторах и ограниченном пространстве» (PDF) . Американские лабораторные новости .
^ Меллинг, Питер Дж.; Томсон, Мэри (2002). «Волоконно-оптические зонды для спектрометрии среднего инфракрасного диапазона» (PDF) . В Чалмерсе, Джон М.; Гриффитс, Питер Р. (ред.). Справочник по колебательной спектроскопии . Уайли.
^ Говинд, Агравал (10 октября 2012 г.). Нелинейная волоконная оптика (5-е изд.). Академическая пресса. ISBN 978-0-12-397023-7 .
^ Jump up to: ^а ^б Пашотта, Рюдигер. «Волокна» . Энциклопедия лазерной физики и техники . РП Фотоника . Проверено 22 февраля 2015 г.
^ Глоге, Д. (1 октября 1971 г.). «Слабо направляющие волокна» . Прикладная оптика . 10 (10): 2252–8. Бибкод : 1971ApOpt..10.2252G . дои : 10.1364/AO.10.002252 . ПМИД 20111311 . Проверено 21 декабря 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Храпко Р.; Логунов С.Л.; Ли, М.; Мэтьюз, HB; Тандон, П.; Чжоу, К. (15 апреля 2024 г.). «Квазиодномодовое волокно с рекордно низким затуханием 0,1400 дБ/км» . Письма IEEE Photonics Technology . 36 (8): 539–542. Бибкод : 2024IPTL...36..539K . дои : 10.1109/LPT.2024.3372786 . ISSN 1041-1135 .
^ «Корнинг подводные оптические волокна» . Corning.com . Корнинг Инкорпорейтед . Проверено 28 марта 2024 г.
^ Смит, Р.Г. (1972). «Пропускная способность оптической мощности оптических волокон с низкими потерями, определенная методом вынужденного комбинационного рассеяния и рассеяния Бриллюэна». Прикладная оптика . 11 (11): 2489–94. Бибкод : 1972ApOpt..11.2489S . дои : 10.1364/AO.11.002489 . ПМИД 20119362 .
^ Пашотта, Рюдигер. «Бриллюэновское рассеяние» . Энциклопедия лазерной физики и техники . РП Фотоника.
^ Скуя, Л.; Хирано, М.; Хосоно, Х.; Кадзихара, К. (2005). «Дефекты оксидных стекол». Физический статус Solidi C . 2 (1): 15–24. Бибкод : 2005PSSCR...2...15S . дои : 10.1002/pssc.200460102 .
^ Глеземанн, GS (1999). «Достижения в области механической прочности и надежности оптических волокон». Учеб. ШПИОН . CR73 : 1. Бибкод : 1999SPIE.CR73....3G .
^ Jump up to: ^а ^б Куркджян, Чарльз Р.; Симпкинс, Питер Г.; Иннисс, Дэрил (1993). «Прочность, деградация и покрытие кремнеземных световодов». Журнал Американского керамического общества . 76 (5): 1106–1112. дои : 10.1111/j.1151-2916.1993.tb03727.x .
^ Куркджян, К. (1988). «Механическая стабильность оксидных стекол». Журнал некристаллических твердых тел . 102 (1–3): 71–81. Бибкод : 1988JNCS..102...71K . дои : 10.1016/0022-3093(88)90114-7 .
^ Куркджян, ЧР; Краузе, Дж. Т.; Мэтьюсон, MJ (1989). «Прочность и усталость кварцевых оптических волокон». Журнал световых технологий . 7 (9): 1360–1370. Бибкод : 1989JLwT....7.1360K . дои : 10.1109/50.50715 .
^ Куркджян, Чарльз Р.; Гебизлиоглу, Осман С.; Камлибель, Ирфан (1999). «Вариации прочности кварцевых волокон». В Мэтьюсоне, М. Джон (ред.). Надежность и тестирование оптического волокна . Фотоника '99. Труды SPIE . Серия конференций Общества инженеров фотооптического приборостроения (SPIE). Том. 3848. с. 77. Бибкод : 1999SPIE.3848...77K . дои : 10.1117/12.372757 . S2CID 119534094 .
^ Сконторп, Арне (2000). Гобен, Пьер Ф; Друг, Клиффорд М. (ред.). Нелинейные механические свойства оптических волокон на основе диоксида кремния . Пятая Европейская конференция по интеллектуальным конструкциям и материалам. Труды SPIE . Том. 4073. с. 278. Бибкод : 2000SPIE.4073..278S . дои : 10.1117/12.396408 . S2CID 135912790 .
^ Проктор, бакалавр; Уитни, И.; Джонсон, JW (1967). «Прочность плавленого кремнезема». Труды Королевского общества А. 297 (1451): 534–557. Бибкод : 1967RSPSA.297..534P . дои : 10.1098/rspa.1967.0085 . S2CID 137896322 .
^ Бартенев, Г (1968). «Строение и прочность стекловолокна». Журнал некристаллических твердых тел . 1 (1): 69–90. Бибкод : 1968JNCS....1...69B . дои : 10.1016/0022-3093(68)90007-0 .
^ Тран, Д.; Сигел, Г.; Бендоу, Б. (1984). «Стекла и волокна из фторидов тяжелых металлов: обзор». Журнал световых технологий . 2 (5): 566–586. Бибкод : 1984JLwT....2..566T . дои : 10.1109/JLT.1984.1073661 .
^ Ни, Со-Ми Ф.; Джонсон, Линда Ф.; Моран, Марк Б.; Пентони, Джони М.; Дайно, Стивен М.; Тран, Дань К.; Биллман, Кеннет В.; Сиахатгар, Садег (2000). «Оптические и поверхностные свойства оксифторидного стекла» . Неорганические оптические материалы II . Международный симпозиум по оптической науке и технологиям. Труды SPIE . Том. 4102. с. 122. Бибкод : 2000SPIE.4102..122N . дои : 10.1117/12.405276 . S2CID 137381989 .
^ Карабулут, М.; Мельник, Э.; Стефан, Р; Марасингхе, ГК; Рэй, CS; Куркджян, ЧР; Дэй, Делавэр (2001). «Механические и структурные свойства фосфатных стекол». Журнал некристаллических твердых тел . 288 (1–3): 8–17. Бибкод : 2001JNCS..288....8K . дои : 10.1016/S0022-3093(01)00615-9 .
^ Куркджян, К. (2000). «Механические свойства фосфатных стекол». Журнал некристаллических твердых тел . 263–264 (1–2): 207–212. Бибкод : 2000JNCS..263..207K . дои : 10.1016/S0022-3093(99)00637-7 .
^ Ширяев В.С.; Чурбанов, М.Ф. (2013). «Тенденции и перспективы развития халькогенидных волокон для передачи среднего инфракрасного диапазона». Журнал некристаллических твердых тел . 377 : 225–230. Бибкод : 2013JNCS..377..225S . дои : 10.1016/j.jnoncrysol.2012.12.048 .
^ Говар, Джон (1993). Системы оптической связи (2-е изд.). Хемпстед, Великобритания: Прентис-Холл. п. 209. ИСБН 978-0-13-638727-5 .
^ Кузнецов Д.; Молони, СП (2003). «Высокоэффективный, с высоким коэффициентом усиления, малой длины и масштабируемой мощностью некогерентный волоконный усилитель/лазер с пластинчатой диодной накачкой». Журнал IEEE по квантовой электронике . 39 (11): 1452–1461. Бибкод : 2003IJQE...39.1452K . CiteSeerX 10.1.1.196.6031 . дои : 10.1109/JQE.2003.818311 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Мэтьюсон, М. (1994). «Методы механических испытаний оптического волокна» (PDF) . Надежность и тестирование оптоволокна . Надежность и тестирование оптоволокна, 8-9 сентября 1993 г., Бостон, Массачусетс. Критические обзоры оптической науки и техники. Том. CR50. Общество инженеров фотооптического приборостроения. стр. 32–59. Бибкод : 1993SPIE10272E..05M . дои : 10.1117/12.181373 . S2CID 136377895 . Архивировано из оригинала (PDF) 2 мая 2019 г. Проверено 2 мая 2019 г.
^ «Сбор и распространение света» . Зона разработчиков National Instruments . Национальная инструментальная корпорация. Архивировано из оригинала 25 января 2007 года . Проверено 19 марта 2007 г.
^ Хехт, Джефф (2002). Понимание оптоволокна (4-е изд.). Прентис Холл. ISBN 978-0-13-027828-9 .
^ «Отчет о проверке плана сельской энергетики Аляски» (PDF) . Отдел Аляски по делам сообщества и региона . Архивировано из оригинала (PDF) 8 мая 2006 г. Проверено 11 апреля 2006 г.
^ «Corning объявляет о революционной технологии оптоволокна» (пресс-релиз). Корнинг Инкорпорейтед . 23 июля 2007 г. Архивировано из оригинала 13 июня 2011 года . Проверено 9 сентября 2013 г.
^ Олзак, Том (3 мая 2007 г.). «Защитите свою сеть от взлома оптоволокна» . Техреспублика . CNET. Архивировано из оригинала 17 февраля 2010 г. Проверено 10 декабря 2007 г.
^ «Оптические гели улучшают качество волоконно-оптических разъемов и соединений» . Проверено 25 июня 2024 г.
^ «Лазерное линзирование» . ОпТек Системс Инк . Архивировано из оригинала 27 января 2012 г. Проверено 17 июля 2012 г.
^ Аткинс, Р.М.; Симпкинс, П.Г.; Яблон, AD (2003). «След предохранителя волокна: рэлеевская неустойчивость в оптических волноводах». Оптические письма . 28 (12): 974–976. Бибкод : 2003OptL...28..974A . дои : 10.1364/OL.28.000974 . ПМИД 12836750 .
^ Хитц, Брек (август 2003 г.). «Раскрыто происхождение «волоконного предохранителя»» . Фотонные спектры . Архивировано из оригинала 10 мая 2012 г. Проверено 23 января 2011 г.
^ Со, Кодзи; и др. (октябрь 2003 г.). «Оценка долговечности волоконно-оптических линий связи при высокой мощности» (PDF) . Обзор Фурукавы (24): 17–22. ISSN 1348-1797 . Проверено 5 июля 2008 г.
^ Г. П. Агравал, Системы волоконно-оптической связи, Wiley-Interscience, 1997.

Дальнейшее чтение

Агравал, Говинд (2010). Волоконно-оптические системы связи (PDF) (4-е изд.). Уайли. дои : 10.1002/9780470918524 . ISBN 978-0-470-50511-3 .
Азартные игры, Вашингтон (2000). «Рост оптических волокон». Журнал IEEE по избранным темам квантовой электроники . 6 (6): 1084–1093. Бибкод : 2000IJSTQ...6.1084G . дои : 10.1109/2944.902157 . S2CID 23158230 .
Мирабито, Майкл Массачусетс; и Моргенштерн, Барбара Л., Новые коммуникационные технологии: приложения, политика и влияние , 5-е издание. Фокус Пресс, 2004. ( ISBN 0-240-80586-0 ).
Митшке Ф., Волоконная оптика: физика и технология , Springer, 2009 (( ISBN 978-3-642-03702-3 )
Нагель, СР; Макчесни, Дж. Б.; Уокер, КЛ (1982). «Обзор процесса и характеристик модифицированного химического осаждения из паровой фазы (MCVD)». Журнал IEEE по квантовой электронике . 30 (4): 305–322. Бибкод : 1982ITMTT..30..305N . дои : 10.1109/TMTT.1982.1131071 . S2CID 33979233 .
Раджив Рамасвами; Кумар Сивараджан; Гален Сасаки (27 ноября 2009 г.). Оптические сети: практический взгляд . Морган Кауфманн. ISBN 978-0-08-092072-6 .
Руководство Ленни Лайтвейва по оптоволокну , Ассоциация оптоволокна, 2016 г.
Фридман, Томас Л. (2007). Мир плоский . Пикадор. ISBN 978-0-312-42507-4 . В книге рассказывается о том, как оптоволокно способствовало глобализации и произвело революцию в коммуникациях, бизнесе и даже в распределении капитала между странами.
GR-771, Общие требования к муфтам для сращивания оптоволокна , Telcordia Technologies, выпуск 2, июль 2008 г. Описываются муфты для сращивания оптоволокна и связанное с ними оборудование, предназначенное для восстановления механической и экологической целостности одного или нескольких оптоволоконных кабелей, входящих в корпус.
Пашотта, Рюдигер. «Учебное пособие по пассивной волоконной оптике» . РП Фотоника . Проверено 17 октября 2013 г.

Внешние ссылки

Ассоциация оптоволокна
« Волокна RP Photonics. », статья в Энциклопедии лазерной физики и технологий
« Волоконно-оптические технологии », Mercury Communications Ltd, август 1992 г.
« Фотоника и будущее оптоволокна », Mercury Communications Ltd, март 1993 г.
« Учебник по оптоволокну » Образовательный сайт от Arc Electronics
Видеолекция MIT: Понимание лазеров и оптоволокна
Основы фотоники: модуль по оптическим волноводам и волокнам
Веб-демо хроматической дисперсии в Институте телекоммуникаций Штутгартского университета.

[1] Включая инфракрасное и ультрафиолетовое излучение .

[63] Эта особенность компенсируется восприимчивостью волокна к гамма-излучению оружия. Гамма-излучение приводит к значительному увеличению оптического затухания во время гамма-всплеска из-за потемнения материала, после чего само волокно излучает яркую световую вспышку при отжиге. Продолжительность отжига и уровень остаточного затухания зависят от материала волокна и его температуры.

[64] В этом случае оптоволокно, вероятно, будет проходить более длинный маршрут, и возникнут дополнительные задержки из-за переключения оборудования связи и процесса кодирования и декодирования голоса в волокне.

[66] Электромагнитный анализ также может потребоваться для понимания таких явлений, как спекл, которые возникают при распространении когерентного света по многомодовому волокну.

[67] Поведение многомодового волокна с большей сердцевиной также можно смоделировать с помощью волнового уравнения, которое показывает, что такое волокно поддерживает более одной моды распространения (отсюда и название). Результаты такого моделирования многомодового волокна примерно согласуются с предсказаниями геометрической оптики, если сердцевина волокна достаточно велика, чтобы поддерживать более нескольких мод.

[69] Для применений, требующих спектральных длин волн, особенно в средней инфракрасной области волн (~ 2–7 мкм), лучшей альтернативой являются фторидные стекла , такие как ZBLAN и I nF ₃ .

[2] Старший, Джон М.; Джамро, М. Юсиф (2009). Оптоволоконная связь: принципы и практика . Пирсон Образование. стр. 7–9. ISBN 978-0130326812 .

[3] «Рождение фиброскопов» . www.olympus-global.com . Корпорация Олимп . Проверено 17 апреля 2015 г.

[4] Ли, Бёнхо (2003). «Обзор современного состояния волоконно-оптических датчиков». Оптоволоконные технологии . 9 (2): 57–79. Бибкод : 2003OptFT...9...57L . дои : 10.1016/s1068-5200(02)00527-8 .

[5] «Оптическое волокно» . www.thefoa.org . Ассоциация оптоволокна . Проверено 17 апреля 2015 г.

[6] «Производство перфторпластических оптических волокон» (PDF) . chromisfiber.com. 2004 . Проверено 11 сентября 2023 г.

[7] Старший , стр. 12–14.

[pears1-8] Пирсолл, Томас (2010). Основы фотоники (2-е изд.). МакГроу-Хилл. ISBN 978-0-07-162935-5 . Архивировано из оригинала 17 августа 2021 г. Проверено 24 февраля 2021 г.

[9] Справочник закупок оптической промышленности и систем . Оптическое издательство. 1984.

[10] Хунспергер (19 октября 2017 г.). Фотонные устройства и системы . Рутледж. ISBN 9781351424844 .

[11] Феннелли, Лоуренс Дж. (26 ноября 2012 г.). Эффективная физическая безопасность (4-е изд.). Эльзевир Наука. п. 355. ИСБН 9780124159815 .

[12] Старший , с. 218

[13] Старший , стр. 234–235.

[southasia.ucsc.edu-14] «Кафедра Нариндера Сингха Капани по оптоэлектронике» . ucsc.edu. Архивировано из оригинала 21 мая 2017 г. Проверено 1 ноября 2016 г.

[15] Колладон, Жан-Даниэль (1842). «Об отражениях луча света внутри параболического потока жидкости». Комптес Рендус .

[regis-16] Jump up to: ^а ^б Бейтс, Реджис Дж (2001). Справочник по оптической коммутации и сетевым технологиям . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 10. ISBN 978-0-07-137356-2 .

[17] Тиндаль, Джон (1870). «Тотальная рефлексия» . Заметки о Свете .

[18] Тиндаль, Джон (1873). Шесть лекций о свете . Нью-Йорк: Д. Эпплтон.

[19] Мэри Беллис. «Как была изобретена волоконная оптика» . Архивировано из оригинала 12 июля 2012 г. Проверено 20 января 2020 г.

[Hecht2004-20] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Хехт, Джефф (2004). Город света: история оптоволокна (переработанная редакция). Оксфордский университет. стр. 55–70. ISBN 9780195162554 .

[21] Хопкинс, Х.Х.; Капаны, Н.С. (1954). «Гибкий фиброскоп, использующий статическое сканирование». Природа . 173 (4392): 39–41. Бибкод : 1954Natur.173...39H . дои : 10.1038/173039b0 . S2CID 4275331 .

[22] Две революционные оптические технологии . Научное обоснование Нобелевской премии по физике 2009 года. Nobelprize.org. 6 октября 2009 г.

[23] Как Индия пропустила еще одну Нобелевскую премию — Rediff.com India News . News.rediff.com (12 октября 2009 г.). Проверено 8 февраля 2017 г.

[24] Патент DE 1254513 , Бёрнер, Манфред, «Многоступенчатая система передачи для отображаемых сообщений с импульсно-кодовой модуляцией», выдан 16 ноября 1967 г., передан Telefunken Patentverfassungsgesellschaft mbH.

[25] Патент США 3845293 , Бёрнер, Манфред, «Электрооптическая система передачи с использованием лазеров».

[26] Лунная телекамера. План приемочных испытаний перед установкой . НАСА. 12 марта 1968 г.

[hecht1999-27] Хехт, Джефф (1999). Город света, История оптоволокна . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . п. 114. ИСБН 978-0-19-510818-7 .

[28] «Пресс-релиз – Нобелевская премия по физике 2009 г.» . Нобелевский фонд . Проверено 7 октября 2009 г.

[hecht1999b-29] Хехт, Джефф (1999). Город света, История оптоволокна . Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . п. 271. ИСБН 978-0-19-510818-7 .

[30] «1971–1985 Продолжая традицию» . График инноваций GE . Компания Дженерал Электрик . Проверено 28 сентября 2012 г.

[RSCiB-31] «Об авторе – Томас Менса» . Правильные вещи бывают черного цвета. Архивировано из оригинала 2 января 2015 года . Проверено 29 марта 2015 г.

[32] «Профиль руководителя: Томас О. Менса» . Блумберг. Архивировано из оригинала 10 февраля 2015 года . Проверено 31 марта 2015 г.

[33] «Томас О. Менса» . АЙШЕ . Проверено 30 июля 2024 г.

[34] Катания, Б.; Микетти, Л.; Тоско, Ф.; Оккини, Э.; Сильвестри, Л. (сентябрь 1976 г.). «Первый итальянский эксперимент с подземным оптическим кабелем» (PDF) . Материалы 2-й Европейской конференции по оптической связи (II ECOC) . стр. 315–322 . Проверено 18 августа 2022 г.

[35] «15 сентября 1977 года, Турин, первый в мире проект действующего оптоволокна» . Исторический архив Telecom Italia . Архивировано из оригинала 17 сентября 2017 г. Проверено 15 февраля 2017 г.

[36] «Springroove, оптоволоконное соединение, запатентованное в 1977 году» . Исторический архив Telecom Italia . Архивировано из оригинала 16 августа 2016 г. Проверено 8 февраля 2017 г.

[37] Мирс, Р.Дж.; Рики, Л.; Пул, SB; Пейн, Д.Н. (30 января 1986 г.). «Низкопороговой перестраиваемый волоконный лазер непрерывного действия и добротности, работающий на длине волны 1,55 мкм» (PDF) . Электронные письма . 22 (3): 159–160. Бибкод : 1986ЭЛ....22..159М . дои : 10.1049/эл:19860111 .

[38] Мирс, Р.Дж.; Рики, Л.; Джонси, IM; Пейн, Д.Н. (10 сентября 1987 г.). «Малошумящий оптоволоконный усилитель, легированный эрбием, работающий на длине волны 1,54 мкм» (PDF) . Электронные письма . 23 (19): 1026–1028. Бибкод : 1987ElL....23.1026M . дои : 10.1049/эл:19870719 .

[39] Десюрвир, Э.; Симпсон, Дж.; Беккер, ПК (1987). «Волоконный усилитель бегущей волны с высоким коэффициентом усиления, легированный эрбием». Оптические письма . 12 (11): 888–890. Бибкод : 1987OptL...12..888D . дои : 10.1364/OL.12.000888 . ПМИД 19741905 .

[40] Рассел, Филип (2003). «Фотонно-кристаллические волокна». Наука . 299 (5605): 358–62. Бибкод : 2003Sci...299..358R . дои : 10.1126/science.1079280 . ПМИД 12532007 . S2CID 136470113 .

[41] «История кристаллического волокна A/S» . Кристалл Файбер А/С. Архивировано из оригинала 23 июля 2001 г. Проверено 22 октября 2008 г.

[42] дои : 10.1126/science.282.5393.1476 .

[43] Яо, С. (2003). «Поляризация в оптоволоконных системах: увеличение пропускной способности» (PDF) . Справочник по фотонике . Издательство Лорин. п. 1. Архивировано из оригинала (PDF) 11 июля 2011 г.

[44] «JANET предоставляет первую в Европе услугу на длине волны 40 Гбит/с» . Сиена (пресс-релиз). 09.07.2007. Архивировано из оригинала 14 января 2010 г. Проверено 29 октября 2009 г.

[NTT-45] НТТ (29 сентября 2006 г.). «14 Тбит/с по одному оптическому волокну: успешная демонстрация крупнейшей в мире пропускной способности» (пресс-релиз). Японский телеграф и телефон. Архивировано из оригинала 21 сентября 2017 г. Проверено 8 февраля 2017 г.

[46] Альфиад, М.С.; и др. (2008). «Передача POLMUX-RZ-DQPSK 111 Гбит/с на расстояние 1140 км по SSMF с соседями NRZ-OOK 10,7 Гбит/с» (PDF) . Материалы ECOC 2008 . стр. Пн.4.Д.2. Архивировано из оригинала (PDF) 4 декабря 2013 г. Проверено 17 сентября 2013 г.

[47] Alcatel-Lucent (29 сентября 2009 г.). «Bell Labs бьет рекорд оптической передачи, барьер в 100 петабит в секунду» . Phys.org (пресс-релиз). Архивировано из оригинала 9 октября 2009 года.

[48] Хехт, Джефф (29 апреля 2011 г.). «Сверхбыстрая оптоволокно установило новый рекорд скорости» . Новый учёный . Том. 210, нет. 2809. с. 24. Бибкод : 2011NewSc.210R..24H . дои : 10.1016/S0262-4079(11)60912-3 . Проверено 26 февраля 2012 г.

[49] «NEC и Corning достигают петабитной оптической передачи» . Оптика.org. 22 января 2013 г. Проверено 23 января 2013 г.

[50] Бозинович, Н.; Юэ, Ю.; Рен, Ю.; Тур, М.; Кристенсен, П.; Хуанг, Х.; Уиллнер, А.Е.; Рамачандран, С. (2013). «Мультиплексирование с разделением по орбитальному угловому моменту в терабитном масштабе в волокнах» (PDF) . Наука . 340 (6140): 1545–1548. Бибкод : 2013Sci...340.1545B . дои : 10.1126/science.1237861 . ПМИД 23812709 . S2CID 206548907 . Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2019 г.

[51] «Скорость передачи данных в петабитах в секунду от одного источника света размером с чип - DTU Electro» (Пресс-релиз). Технический университет Дании. 31 октября 2022 г. Архивировано из оригинала 12 января 2023 г.

[52] Крулл, Лотте (20 октября 2022 г.). «Новый рекорд передачи данных» (Пресс-релиз). Технический университет Дании . Проверено 17 июня 2024 г.

[53] «Мировой рекорд пропускной способности оптоволокна удвоится до 22,9 петабит в секунду | 2023» . NICT — Национальный институт информационных и коммуникационных технологий .

[54] Костовский Г.; Стоддарт, PR; Митчелл, А. (2014). «Наконечник оптического волокна: микроскопическая платформа со световой связью для микро- и нанотехнологий». Продвинутые материалы . 26 (23): 3798–820. Бибкод : 2014AdM....26.3798K . дои : 10.1002/adma.201304605 . ПМИД 24599822 . S2CID 32093488 .

[55] Бэника, Флоринель-Габриэль (2012). Химические сенсоры и биосенсоры: основы и применение . Чичестер: Джон Уайли и сыновья. Ч. 18–20. ISBN 978-0-470-71066-1 .

[56] Анна Басанская (1 октября 2005 г.). «Электричество над стеклом» . IEEE-спектр .

[57] «Фотоэлектрический подвиг превосходит оптическое волокно» . Электронные продукты . 01.06.2006. Архивировано из оригинала 18 июля 2011 г. Проверено 26 сентября 2020 г.

[58] Аль Мошеки, Заид; Меллинг, Питер Дж.; Томсон, Мэри А. (июнь 2001 г.). «Мониторинг реакции ферментации in situ в реальном времени с использованием оптоволоконного ИК-Фурье зонда» (PDF) . Спектроскопия . 16 (6): 15.

[59] Меллинг, Питер; Томсон, Мэри (октябрь 2002 г.). «Мониторинг реакций в небольших реакторах и ограниченном пространстве» (PDF) . Американские лабораторные новости .

[60] Меллинг, Питер Дж.; Томсон, Мэри (2002). «Волоконно-оптические зонды для спектрометрии среднего инфракрасного диапазона» (PDF) . В Чалмерсе, Джон М.; Гриффитс, Питер Р. (ред.). Справочник по колебательной спектроскопии . Уайли.

[Agrawal2012-61] Говинд, Агравал (10 октября 2012 г.). Нелинейная волоконная оптика (5-е изд.). Академическая пресса. ISBN 978-0-12-397023-7 .

[RPP-62] Jump up to: ^а ^б Пашотта, Рюдигер. «Волокна» . Энциклопедия лазерной физики и техники . РП Фотоника . Проверено 22 февраля 2015 г.

[Gloge1971-65] Глоге, Д. (1 октября 1971 г.). «Слабо направляющие волокна» . Прикладная оптика . 10 (10): 2252–8. Бибкод : 1971ApOpt..10.2252G . дои : 10.1364/AO.10.002252 . ПМИД 20111311 . Проверено 21 декабря 2023 г.

[record-0.14-68] Jump up to: ^а ^б Храпко Р.; Логунов С.Л.; Ли, М.; Мэтьюз, HB; Тандон, П.; Чжоу, К. (15 апреля 2024 г.). «Квазиодномодовое волокно с рекордно низким затуханием 0,1400 дБ/км» . Письма IEEE Photonics Technology . 36 (8): 539–542. Бибкод : 2024IPTL...36..539K . дои : 10.1109/LPT.2024.3372786 . ISSN 1041-1135 .

[Vascade®_EX2500_fiber-70] «Корнинг подводные оптические волокна» . Corning.com . Корнинг Инкорпорейтед . Проверено 28 марта 2024 г.

[71] Смит, Р.Г. (1972). «Пропускная способность оптической мощности оптических волокон с низкими потерями, определенная методом вынужденного комбинационного рассеяния и рассеяния Бриллюэна». Прикладная оптика . 11 (11): 2489–94. Бибкод : 1972ApOpt..11.2489S . дои : 10.1364/AO.11.002489 . ПМИД 20119362 .

[72] Пашотта, Рюдигер. «Бриллюэновское рассеяние» . Энциклопедия лазерной физики и техники . РП Фотоника.

[73] Скуя, Л.; Хирано, М.; Хосоно, Х.; Кадзихара, К. (2005). «Дефекты оксидных стекол». Физический статус Solidi C . 2 (1): 15–24. Бибкод : 2005PSSCR...2...15S . дои : 10.1002/pssc.200460102 .

[74] Глеземанн, GS (1999). «Достижения в области механической прочности и надежности оптических волокон». Учеб. ШПИОН . CR73 : 1. Бибкод : 1999SPIE.CR73....3G .

[Kurkjian-75] Jump up to: ^а ^б Куркджян, Чарльз Р.; Симпкинс, Питер Г.; Иннисс, Дэрил (1993). «Прочность, деградация и покрытие кремнеземных световодов». Журнал Американского керамического общества . 76 (5): 1106–1112. дои : 10.1111/j.1151-2916.1993.tb03727.x .

[76] Куркджян, К. (1988). «Механическая стабильность оксидных стекол». Журнал некристаллических твердых тел . 102 (1–3): 71–81. Бибкод : 1988JNCS..102...71K . дои : 10.1016/0022-3093(88)90114-7 .

[77] Куркджян, ЧР; Краузе, Дж. Т.; Мэтьюсон, MJ (1989). «Прочность и усталость кварцевых оптических волокон». Журнал световых технологий . 7 (9): 1360–1370. Бибкод : 1989JLwT....7.1360K . дои : 10.1109/50.50715 .

[78] Куркджян, Чарльз Р.; Гебизлиоглу, Осман С.; Камлибель, Ирфан (1999). «Вариации прочности кварцевых волокон». В Мэтьюсоне, М. Джон (ред.). Надежность и тестирование оптического волокна . Фотоника '99. Труды SPIE . Серия конференций Общества инженеров фотооптического приборостроения (SPIE). Том. 3848. с. 77. Бибкод : 1999SPIE.3848...77K . дои : 10.1117/12.372757 . S2CID 119534094 .

[79] Сконторп, Арне (2000). Гобен, Пьер Ф; Друг, Клиффорд М. (ред.). Нелинейные механические свойства оптических волокон на основе диоксида кремния . Пятая Европейская конференция по интеллектуальным конструкциям и материалам. Труды SPIE . Том. 4073. с. 278. Бибкод : 2000SPIE.4073..278S . дои : 10.1117/12.396408 . S2CID 135912790 .

[80] Проктор, бакалавр; Уитни, И.; Джонсон, JW (1967). «Прочность плавленого кремнезема». Труды Королевского общества А. 297 (1451): 534–557. Бибкод : 1967RSPSA.297..534P . дои : 10.1098/rspa.1967.0085 . S2CID 137896322 .

[81] Бартенев, Г (1968). «Строение и прочность стекловолокна». Журнал некристаллических твердых тел . 1 (1): 69–90. Бибкод : 1968JNCS....1...69B . дои : 10.1016/0022-3093(68)90007-0 .

[82] Тран, Д.; Сигел, Г.; Бендоу, Б. (1984). «Стекла и волокна из фторидов тяжелых металлов: обзор». Журнал световых технологий . 2 (5): 566–586. Бибкод : 1984JLwT....2..566T . дои : 10.1109/JLT.1984.1073661 .

[83] Ни, Со-Ми Ф.; Джонсон, Линда Ф.; Моран, Марк Б.; Пентони, Джони М.; Дайно, Стивен М.; Тран, Дань К.; Биллман, Кеннет В.; Сиахатгар, Садег (2000). «Оптические и поверхностные свойства оксифторидного стекла» . Неорганические оптические материалы II . Международный симпозиум по оптической науке и технологиям. Труды SPIE . Том. 4102. с. 122. Бибкод : 2000SPIE.4102..122N . дои : 10.1117/12.405276 . S2CID 137381989 .

[84] Карабулут, М.; Мельник, Э.; Стефан, Р; Марасингхе, ГК; Рэй, CS; Куркджян, ЧР; Дэй, Делавэр (2001). «Механические и структурные свойства фосфатных стекол». Журнал некристаллических твердых тел . 288 (1–3): 8–17. Бибкод : 2001JNCS..288....8K . дои : 10.1016/S0022-3093(01)00615-9 .

[85] Куркджян, К. (2000). «Механические свойства фосфатных стекол». Журнал некристаллических твердых тел . 263–264 (1–2): 207–212. Бибкод : 2000JNCS..263..207K . дои : 10.1016/S0022-3093(99)00637-7 .

[86] Ширяев В.С.; Чурбанов, М.Ф. (2013). «Тенденции и перспективы развития халькогенидных волокон для передачи среднего инфракрасного диапазона». Журнал некристаллических твердых тел . 377 : 225–230. Бибкод : 2013JNCS..377..225S . дои : 10.1016/j.jnoncrysol.2012.12.048 .

[gowar1993-87] Говар, Джон (1993). Системы оптической связи (2-е изд.). Хемпстед, Великобритания: Прентис-Холл. п. 209. ИСБН 978-0-13-638727-5 .

[Kouznetsov-88] Кузнецов Д.; Молони, СП (2003). «Высокоэффективный, с высоким коэффициентом усиления, малой длины и масштабируемой мощностью некогерентный волоконный усилитель/лазер с пластинчатой диодной накачкой». Журнал IEEE по квантовой электронике . 39 (11): 1452–1461. Бибкод : 2003IJQE...39.1452K . CiteSeerX 10.1.1.196.6031 . дои : 10.1109/JQE.2003.818311 .

[Matthewson-89] Jump up to: ^а ^б ^с Мэтьюсон, М. (1994). «Методы механических испытаний оптического волокна» (PDF) . Надежность и тестирование оптоволокна . Надежность и тестирование оптоволокна, 8-9 сентября 1993 г., Бостон, Массачусетс. Критические обзоры оптической науки и техники. Том. CR50. Общество инженеров фотооптического приборостроения. стр. 32–59. Бибкод : 1993SPIE10272E..05M . дои : 10.1117/12.181373 . S2CID 136377895 . Архивировано из оригинала (PDF) 2 мая 2019 г. Проверено 2 мая 2019 г.

[90] «Сбор и распространение света» . Зона разработчиков National Instruments . Национальная инструментальная корпорация. Архивировано из оригинала 25 января 2007 года . Проверено 19 марта 2007 г.

[hecht2002-91] Хехт, Джефф (2002). Понимание оптоволокна (4-е изд.). Прентис Холл. ISBN 978-0-13-027828-9 .

[92] «Отчет о проверке плана сельской энергетики Аляски» (PDF) . Отдел Аляски по делам сообщества и региона . Архивировано из оригинала (PDF) 8 мая 2006 г. Проверено 11 апреля 2006 г.

[93] «Corning объявляет о революционной технологии оптоволокна» (пресс-релиз). Корнинг Инкорпорейтед . 23 июля 2007 г. Архивировано из оригинала 13 июня 2011 года . Проверено 9 сентября 2013 г.

[94] Олзак, Том (3 мая 2007 г.). «Защитите свою сеть от взлома оптоволокна» . Техреспублика . CNET. Архивировано из оригинала 17 февраля 2010 г. Проверено 10 декабря 2007 г.

[95] «Оптические гели улучшают качество волоконно-оптических разъемов и соединений» . Проверено 25 июня 2024 г.

[96] «Лазерное линзирование» . ОпТек Системс Инк . Архивировано из оригинала 27 января 2012 г. Проверено 17 июля 2012 г.

[97] Аткинс, Р.М.; Симпкинс, П.Г.; Яблон, AD (2003). «След предохранителя волокна: рэлеевская неустойчивость в оптических волноводах». Оптические письма . 28 (12): 974–976. Бибкод : 2003OptL...28..974A . дои : 10.1364/OL.28.000974 . ПМИД 12836750 .

[98] Хитц, Брек (август 2003 г.). «Раскрыто происхождение «волоконного предохранителя»» . Фотонные спектры . Архивировано из оригинала 10 мая 2012 г. Проверено 23 января 2011 г.

[99] Со, Кодзи; и др. (октябрь 2003 г.). «Оценка долговечности волоконно-оптических линий связи при высокой мощности» (PDF) . Обзор Фурукавы (24): 17–22. ISSN 1348-1797 . Проверено 5 июля 2008 г.

[100] Г. П. Агравал, Системы волоконно-оптической связи, Wiley-Interscience, 1997.

[а]

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]

[30]

[31]

[32]

[33]

[34]

[35]

[36]

[37]

[38]

[39]

[40]

[41]

[42]

[43]

[44]

[45]

[46]

[47]

[48]

[49]

[50]

[51]

[52]

[53]

[54]

[55]

[56]

[57]

[58]

[59]

[60]

[61]

[b]

[c]

[62]

[d]

[e]

[63]

[f]

[64]

[65]

[66]

[67]

[68]

[69]

[70]

[71]

[72]

[73]

[74]

[75]

[76]

[77]

[78]

[79]

[80]

[81]

[82]

[83]

[84]

[85]

[86]

[87]

[88]

[89]

[90]

[91]

[92]

[93]

[94]

v т и Оптическая связь
Basic	Smoke signal Beacon Hydraulic telegraph Ships' flags Optical telegraph Heliograph Signal lamp Photophone
Advanced	Fiber-optics Optical fiber Cable Connectors Optical wireless Free-space Visible light Li-Fi In space Consumer IR Optical Transport Network
Technologies	OC Rates Intensity modulation Modulating retro-reflector
Category Portal

v т и о стекле Темы науки
Basics	Glass Glass transition Supercooling
Formulation	AgInSbTe Bioglass Borophosphosilicate glass Borosilicate glass Ceramic glaze Chalcogenide glass Cobalt glass Cranberry glass Crown glass Flint glass Fluorosilicate glass Fused quartz GeSbTe Gold ruby glass Lead glass Milk glass Phosphosilicate glass Photochromic lens glass Silicate glass Soda–lime glass Sodium hexametaphosphate Soluble glass Tellurite glass Thoriated glass Ultra low expansion glass Uranium glass Vitreous enamel Wood's glass ZBLAN
Glass-ceramics	Bioactive glass CorningWare Glass-ceramic-to-metal seals Macor Zerodur
Preparation	Annealing Chemical vapor deposition Glass batch calculation Glass forming Glass melting Glass modeling Ion implantation Liquidus temperature sol–gel technique Viscosity Vitrification
Optics	Achromat Dispersion Gradient-index optics Hydrogen darkening Optical amplifier Optical fiber Optical lens design Photochromic lens Photosensitive glass Refraction Transparent materials
Surface modification	Anti-reflective coating Chemically strengthened glass Corrosion Dealkalization DNA microarray Hydrogen darkening Insulated glazing Porous glass Self-cleaning glass sol–gel technique Tempered glass
Diverse topics	Conservation and restoration of glass objects Glass-coated wire Safety glass Glass databases Glass electrode Glass fiber reinforced concrete Glass ionomer cement Glass microspheres Glass-reinforced plastic Glass cloth Glass-to-metal seal Porous glass Pre-preg Prince Rupert's drops Radioactive waste vitrification Windshield Glass fiber

v т и Телекоммуникации
History	Beacon Broadcasting Cable protection system Cable TV Communications satellite Computer network Data compression audio DCT image video Digital media Internet video online video platform social media streaming Drums Edholm's law Electrical telegraph Fax Heliographs Hydraulic telegraph Information Age Information revolution Internet Mass media Mobile phone Smartphone Optical telecommunication Optical telegraphy Pager Photophone Prepaid mobile phone Radio Radiotelephone Satellite communications Semaphore Phryctoria Semiconductor device MOSFET transistor Smoke signals Telecommunications history Telautograph Telegraphy Teleprinter (teletype) Telephone The Telephone Cases Television digital streaming Undersea telegraph line Videotelephony Whistled language Wireless revolution
Pioneers	Nasir Ahmed Edwin Howard Armstrong Mohamed M. Atalla John Logie Baird Paul Baran John Bardeen Alexander Graham Bell Emile Berliner Tim Berners-Lee Francis Blake (telephone) Jagadish Chandra Bose Charles Bourseul Walter Houser Brattain Vint Cerf Claude Chappe Yogen Dalal Daniel Davis Jr. Donald Davies Amos Dolbear Thomas Edison Lee de Forest Philo Farnsworth Reginald Fessenden Elisha Gray Oliver Heaviside Robert Hooke Erna Schneider Hoover Harold Hopkins Gardiner Greene Hubbard Internet pioneers Bob Kahn Dawon Kahng Charles K. Kao Narinder Singh Kapany Hedy Lamarr Innocenzo Manzetti Guglielmo Marconi Robert Metcalfe Antonio Meucci Samuel Morse Jun-ichi Nishizawa Charles Grafton Page Radia Perlman Alexander Stepanovich Popov Tivadar Puskás Johann Philipp Reis Claude Shannon Almon Brown Strowger Henry Sutton Charles Sumner Tainter Nikola Tesla Camille Tissot Alfred Vail Thomas A. Watson Charles Wheatstone Vladimir K. Zworykin
Transmission media	Coaxial cable Fiber-optic communication optical fiber Free-space optical communication Molecular communication Radio waves wireless Transmission line telecommunication circuit
Network topology and switching	Bandwidth Links Nodes terminal Network switching circuit packet Telephone exchange
Multiplexing	Space-division Frequency-division Time-division Polarization-division Orbital angular-momentum Code-division
Concepts	Communication protocol Computer network Data transmission Store and forward Telecommunications equipment
Types of network	Cellular network Ethernet ISDN LAN Mobile NGN Public Switched Telephone Radio Television Telex UUCP WAN Wireless network
Notable networks	ARPANET BITNET CYCLADES FidoNet Internet Internet2 JANET NPL network Toasternet Usenet
Locations	Africa Americas North South Antarctica Asia Europe Oceania (Global telecommunications regulation bodies)
Telecommunication portal Category Outline Commons