Kỹ thuật thông tin quang 1 Phần 3

Nếu truyền ánh sáng có bước sóng lớn hơn 1,018μm thì sợi quang làm việc ở chế độ đơn mode. Ngược lại, nếu truyền ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 1,018μm thì sợi quang làm việc ở chế độ đa mode mặc dù đây là sợi đơn mode.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kỹ thuật thông tin quang 1 Phần 3 Chương 2: Sợi Quang c1 Vùng đa mode Vùng đơn mode 0 V Vc1 Hình 2.23 Bước sóng cắt và tần số cắt Ví dụ: Một sợi đơn mode có các thông số: d=2a=9 μm, D=2b=125 μm, Δ=0,002, n1=1,46 2π 2π Nếu làm việc ở bước sóng 1300nm thì V = .a .NA= .a .n1 2Δ ≈ 2 λ λ 2π Bước sóng cắt của sợi này là: λ c = a .n1 2Δ = 1,018μm 2,405 Ðiều này có nghĩa: nếu truyền ánh sáng có bước sóng lớn hơn 1,018μm thì sợi quang làmviệc ở chế độ đơn mode. Ngược lại, nếu truyền ánh sáng có bước sóng nhỏ hơn 1,018μm thì sợiquang làm việc ở chế độ đa mode mặc dù đây là sợi đơn mode. Thực tế bước sóng cắt phụ thuộc vào chiều dài, độ uốn cong của sợi. Sợi càng dài, bánkính uốn cong càng nhỏ thì bước sóng cắt càng nhỏ, và ngược lại, Công thức xác định bước sóng cắt khi biết dạng phân bố chiết suất: 2π λc = a .NA (2.60) Vc Ðối với sợi SI, Vc = 2,405; đối với sợi GI, Vc = 3,518.2.3.5.7. Đường kính trường mode (MFD) Ðường kính trường mode là một thông số quang trọng của sợi đơn mode.Đối với sợiquang SI và GI, trường trong sợi quang đơn mode có xấp xỉ dạng phân bố Gaussian [1]. Hình 2.24 cho thấy sự phân bố năng lượng trường sợi quang theo tọa độ bán kính và theobước sóng. Năng lượng trường phân bố theo hàm mũ trên tiết diện ngang của sợi quang. Ðường kính trường mode là tại đó biên độ trường giảm e lần (e=2,718). Ðường kính trường mode phụ thuộc vào bước sóng. Bước sóng càng lớn trường modecàng tăng. Ðối với sợi đơn mode SI, đường kính trường mode (p) thường lớn hơn đường kính lõicủa sợi quang, và được tính theo công thức gần đúng [1]: 39 Chương 2: Sợi Quang P/Pmax 1 V1 > V2 > V3 0,5 V1 V2 V3 1/e r/a 2 1 0 1 p1 2 p2 p3 Hình 2.24 Sự phân bố năng lượng trường trong sợi quang 2,6 2 p ≈ 2a (2.61) V Hoặc: 3 p − ≈ 0,65 + 1,619.V 2 + 2,879.V −6 (2.62) a Ví dụ: Sợi đơn mode có: d = 9 μm; λc = 1,22 μm. Nếu hoạt động ở bước sóng 1,3 μm thì 2p = 10,37 μm. Nếu hoạt động ở bước sóng 1,55 μm thì 2p = 12,36 μm.2.3.5.8. Chiết suất hiệu dụng Như chúng ta đã biết chiết suất của một môi trường là tỉ số giữa vận tốc ánh sáng lantruyền trong chân không với vận tốc của ánh sánh lan truyền trong môi trường ấy; tức là n = c/v.Chiết suất hiệu dụng là tỉ số giữa vận tốc trong chân không với vận tốc lan truyền hay vận tốc dẫn(vguide) [2]. c neff = (2.63) vguideVới vguide = ω/β theo định nghĩa. Kết hợp với công thức (2.39), suy ra β c neff = = ...