2.2.2 Метод вношуваних втрат

Вимірювання загасання кабелів обладнаних з'єднувачами виконують методом вношуваних втрат, що є модифікацією методу обривання. Структурну схему установки для вимірювання загасання методом вношуваних втрат наведено на рис. 2.7, де 1 – джерело випромінювання; 2 – пристрій вводу; 3 – змішувач мод; 4 – допоміжний ОВ довжиною 1...3 м; 5-5 – з'єднувач оптичний; 6 – волокно вимірюваного кабелю; 7 – ВОП.

Вимоги до параметрів елементів та блоків установки на рис. 2.7 є такі самі, як і за методу обривання. Оптичні з'єднувачі, якими обладнані волокна вимірюваного кабелю й допоміжного ОВ, повинні мати відомі значення вношуваних втрат та їхню повторюваність.

М етодика вимірювань. Зібравши установку, за допомогою ВОП реєструють значення рівня оптичної потужності на виході вимірюваного волокна р₂, дБм. Видаляють вимірюване волокно. З'єднують за допомогою з'єднувача вихід допоміжного волокна зі входом ВОП і реєструють значення рівня потужності на виході допоміжного ОВ – р₁, дБм. Загасання й коефіцієнт загасання вимірюваного ОВ визначають за формулами

А = p₁(дБм) – p₂ (дБм)- a_зо, дБ,

 = А/l, дБ/км,

де a_зо – загасання, внесене з'єднувачем оптичним, дБ. Вимірювання виконують не менш ніж три рази, міняють кінці волокон (напрямок поширення світла), а потім обчислюють середні значення А та , а також похибки вимірювання А и .

3 Контрольні запитання

1. Які основні матеріали й легуючі домішки використовують в ОВ?

2. Пояснити механізми поглинання світла матеріалом ОВ. Які різновиди поглинання спостерігаються в кварцових ОВ?

3. Пояснити явище розсіювання світла в ОВ. Що розуміють під розсіюванням Релея і якій спосіб його вплив можна зменшити?

4. Які геометричні дефекти мають місце в ОВ, з яких причин вони виникають і як впливають на загасання оптичного волокна?

5. Що розуміють під вікнами прозорості кварцового ОВ і як пояснити їхнє виникнення?

6. Чому коефіцієнт загасання одномодового ОВ є меншим, ніж багатомодового?

7. Чому збільшується коефіцієнт загасання оптичного волокна після його впаковування в ОК?

8. Поясніть причини втрат потужності світла на мікро- та макровигинах ОВ.

9. Яки методи вимірювання загасання оптичних волокон Ви знаєте?

10. В яких випадках використовується метод обривання для вимірювання загасання ОВ і в яких метод вношуваних втрат?

11. Для чого застосовують змішувач мод та фільтр мод оболонки (рис. 2.6, 2.7) й які фізичні процеси в них відбуваються?

4 Домашнє завдання

Загасання світла в ОВ у ОК зумовлене власними втратами потужності в ОВ й додатковими втратами , що вони виникають при збиранні волокон у кабель. Таким чином, коефіцієнт загасання ОК

(2.4)

Власні втрати потужності в кварцовому ОВ

, (2.5)

де – складові втрат, спричинених відповідно розсіюванням Релея (РР), поглинанням у матеріалі волокна (ПМ), інфрачервоним поглинанням (ІЧ) та поглинанням на іонах ОН. При розрахунках складових зручно користатися наближеними формулами

, (4.1)

, (4.2)

, (4.3)

Тут , де і – показники заломлення серцевини й оболонки ОВ відповідно; значення підставляється в нм; результати дістаємо в дБ/км. Експериментально отримані наступні дані

(4.4)

Так, наприклад, для одномодового ОВ з значення змінюється з 0,34 до 0,17 дБ/км, а – від 0,9 до 0,05 дБ/км за збільшені з 1300 до 1500 нм.

Використовуючи формули (4.1)…(4.4), обчислити значення власного коефіцієнта загасання кварцового волокна для довжин хвиль 850, 1300 та 1500 нм для значень показників переломлення серцевини і оболонки , наведених у табл. 4.1.

Таблиця 4.1 – Вихідні дані для виконання домашнього завдання

№ варіанта	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	1,500	1,500	1,500	1,500	1,500	1,500	1,500	1,500	1,500	1,500
	1,495	1,492	1,490	1,485	1,480	1,476	1,474	1,470	1,465	1,460

Примітка. Номер варіанта відповідає останній цифрі номера студентського квитка.

Накреслити графік спектральної характеристики загасання ОВ (рис. 2.4) та нанести на нього здобуті Вами значення .

Підготувати бланк протоколу виконання лабораторної роботи.