Обмотка оправки
 | В этой статье есть несколько проблем. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалять эти сообщения )
|
В многомодовой волоконной оптике намотка оправки — это метод, используемый для преимущественного ослабления мощности моды высокого порядка распространяющегося оптического сигнала. Следовательно, если волокно распространяет значительную энергию в затронутых модах, модовое распределение будет изменено.
Намотка цилиндрического стержня состоит из определенного количества витков волокна на оправке определенного размера, в зависимости от характеристик волокна и желаемого модального распределения. Он применяется при тестировании характеристик оптической передачи , для создания распределения мощности в определенном режиме или для предотвращения многомодового распространения в одномодовом волокне. Если пусковое волокно полностью заполнено до намотки оправки, моды более высокого порядка будут удалены, оставив только моды более низкого порядка. Если пусковое волокно недостаточно заполнено, например, из-за подачи питания от лазерного диода или светодиода с торцевым излучением , это не повлияет на распределение мощности в режиме или измерения потерь.
В многомодовом волокне намотка оправки используется для устранения эффекта «переходных потерь», тенденции мод высокого порядка испытывать более высокие потери, чем моды более низкого порядка. Численное сложение (в децибелах) измеренных потерь нескольких сегментов и/или компонентов волокна приводит к завышению потерь объединенного набора, если каждый сегмент или компонент был измерен с полным распределением мощности в режиме.
При измерениях в одномодовом оптическом волокне он используется для обеспечения истинного одномодового распространения на длинах волн, близких к теоретической предельной длине волны или ниже ее, при которой в группе мод более высокого порядка может существовать значительная мощность. В таком случае его обычно называют фильтром режима высокого порядка (HOMF).
В конечном счете, влияние намотки оправки на оптические измерения зависит от распределения мощности распространяющихся мод. Дополнительный механизм потерь не имеет эффекта, если в затронутых режимах не присутствует мощность.
Принцип работы
[ редактировать ]Эффект физического изгиба оптического волокна вокруг цилиндрической формы заключается в небольшом изменении эффективного показателя преломления в изогнутой области, что локально уменьшает эффективный модовый объем волокна. Это приводит к тому, что оптическая мощность в модах высшего порядка становится ненаправленной или настолько слабо управляемой, что высвобождается в несвязанное состояние, поглощается покрытием волокна или полностью выводится из волокна. Практический эффект обмотки оправки заключается в ослаблении оптической мощности, распространяющейся в модах высшего порядка. Моды низшего порядка не затрагиваются, не испытывают ни увеличения потерь, ни преобразования в другие моды (смешение мод).
Определение соответствующих условий намотки оправки
[ редактировать ]Диаметр оправки и количество витков выбираются так, чтобы воспроизводимо устранить определенные моды. Эмпирически установлено, что более 5 полных витков на 360 градусов создают небольшие дополнительные потери, поэтому обычно назначают от 3 до 5 витков. Диаметр оправки влияет на то, насколько глубоко в модовом объеме происходит модальное развязывание. Экспериментально можно построить график передаваемой мощности из обернутого волокна, в котором было возбуждено равномерное модальное распределение мощности, как функцию диаметра оправки, сохраняя постоянное количество витков. Это демонстрирует ступенчатое снижение передаваемой мощности по мере уменьшения диаметра, где каждый шаг является точкой, в которой оправка начинает влиять на следующую, более низкую группу мод. Для наилучшей воспроизводимости измерений следует выбирать диаметр, который не находится вблизи такого перехода, хотя это может быть невозможно, если измерения должны выполняться в диапазоне длин волн. Общий объем мод в волокне является функцией длины волны, поэтому диаметр оправки, при которой происходят переходы групп мод, будет меняться в зависимости от длины волны.
См. также
[ редактировать ]Внешние ссылки
[ редактировать ]
В этой статье использованы общедоступные материалы из Федеральный стандарт 1037C . Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г.