Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Mine sisu juurde
Vikipeedia
Otsing

Valgusjuhe

Allikas: Vikipeedia
Valgusjuhtme ehitus:
1 – südamik (inglcore)
2 – kattekiht (cladding),
3 – kaitsekate (coating)
4 – väliskate (jacket)

Valgusjuhe onklaasist (harvemini läbipaistvastplastist) kiud, mille sees valgus levib täielikusisepeegeldumise tulemusena.

Valgusjuhtme ehitus

[muuda |muuda lähteteksti]

Valgusjuhe koosneb neljast osast. Keskel on südamik – peenike klaaskiud, mida läbib selle siseseintelt peegelduv valgus. Südamikku ümbritseb niisugusest optilisest materjalist kattekiht, millemurdumisnäitaja on väiksem kui südamikul. Seetõttu suundub valgusenergia südamiku ja kattekihi vahelisest piirikihist südamikku tagasi. Kattekihi peal on plastmatrjalist kaitsekate ja/või väliskate, mis kaitseb kiudu vigastuste ja niiskuse eest.

Optilise kiu tüübid (kiirte kulg ja mõju impulsile):
multimoodkiud, mille murdumisnäitaja (Index of refraction) muutub astmeliselt (Step index fiber) ja sujuvalt (Graded index fiber);
monomoodkiud (Singlemode fiber)

Optiliste kiudude põhitüübid

[muuda |muuda lähteteksti]

Kiudoptikas kasutatakse kiude südamiku läbimõõduga alates mõnest mikromeetrist kuni umbes ühe millimeetrini. Sõltuvalt kiu läbimõõdu ja valguskiire lainepikkuse vahekorrast saavad kius levida erinev arvvõnkemoode.

Kui kiu südamiku läbimõõt on lähedane selles leviva valguskiire lainepikkusega, saab valgusjuhtmes levida ainult üks võnkemood. Niisugust valgusjuhet nimetatakse monomoodkiuks ehk ühemoodiliseks kiuks (inglsingle-mode fiber, lühend SMF).

Suhteliselt jämedas kius võib lisaks põhimoodile olla paljude eri nurkade all sisenevate kiirte võnkemoode. Sel juhul on tegemist multimoodkiuga ehk hulkmoodilise kiuga (inglmulti-mode fiber, MMF).

Monomoodkiud

[muuda |muuda lähteteksti]

Monomoodkius levivad eri sagedustega valguslained ühemoodina, s.t nende lainete ruumiline jaotus on ühesugune, ja valguskiir levib praktiliselt rööbiti kiu teljega.

Monomoodkius tüüpilise läbimõõduga 9 µm võib levida valgus lainepikkuste vahemikus 1,280…1,650 µm. Ribalaius on teoreetiliselt 53 THz, praktikas on saavutatud edastuskiirus 10Tbit/s 100 km kaugusele.[1]. Sumbumus on väike, umbes 0,2dB/km (seda põhjustavad pinnakonarused ja teatav neeldumine klaasis). Nende omaduste pärast kasutatakse peamiselt seda tüüpi optilist kiuduvalguskaabli soontena.

Monomoodkiudude andmeid
Kategooria
(ISO/IEC 11801)
EdastuskiirusSumbumus
(suurim kaugus)
Läbimõõt:
südamik/väliskate
Valguskiire
lainepikkus
Valgusallikas
OS1/OS210 Gbit/s1,0 dB/km
(10 km)
9/125 µm1310 nmLaser
OS1/OS210 Gbit/s0,4 dB/km
(40 km)
9/125 µm1550 nmLaser
Valguskiirte kulg multimoodkius astmeliselt muutuva murdumisnäitaja korral;
peegelduvad ainult vastuvõtukoonuse (acceptance cone) piires langevad kiired

Multimoodkiud

[muuda |muuda lähteteksti]

Kui kiu otsast sisenevadlaseri võivalgusdioodi tekitatud valguskiired sobiva nurga all (vastuvõtukoonuses), siis peegelduvad nad kiu sisepinnalt ja väljuvad kiu teisest otsast.

Multimoodkiude liigitatakse murdumisnäitaja muutumise seaduspärasuse järgi astmeliseks kiuks ja gradientkiuks.

  • Astmelises kius muutub murdumisnäitaja südamikult kattekihile üleminekul astmeliselt. Piirpinnalt lähtuvate erinevate laineteinterferentsi tõttu onsumbumus suur, mistõttu signaali ülekanne on võimalik ainult mõnekümne või mõnesaja meetri kaugusele.
  • Gradientkiud valmistatakse sellisena, et materjali optiline tihedus väheneb sujuvalt kiu keskelt ääre poole; vastavalt muutub ka murdumisnäitaja kiu ristlõike ulatuses sujuvalt. Sel juhul koondub lainefront kiu keskele, nii et interferentsi ei teki ning sumbumus on väiksem.

Multimoodkiudu valmistatakse klaasist ja ka läbipaistvastplastist. Plastkiust valguskaablil on suurem sumbumus kui klaaskiust kaablil. Plastkaabli südamik koosneb tavaliseltpolümetüülmetakrülaadist (PMMA), mis on kaetudfluoropolümeeriga.[2]

Valguskiire allikaks on peamiseltlaser, jämedate kiude korralvalgusdiood (LED), mis võimaldab edastuskiirust kuni 600 Mbit/s.[3]

Multimoodkiudude andmeid
Kategooria
(ISO/IEC 11801)
EdastuskiirusSuurim pikkusLäbimõõt:
südamik/väliskate
OM10,1 Gbit/s2000 m62,5/125 µm
OM11  Gbit/s300 m62,5/125 µm
OM110  Gbit/s33 m62,5/125 µm
OM210  Gbit/s82 m50/125 µm
OM31  Gbit/s1000 m50/125 µm
OM310  Gbit/s300 m50/125 µm
OM3+10  Gbit/s550 m50/125 µm
OM3+ (OM4)40  Gbit/s100 m50/125 µm
OM3+ (OM4)100  Gbit/s50/125 µm

Vaata ka

[muuda |muuda lähteteksti]

Viited

[muuda |muuda lähteteksti]
  1. Monomodefaser[alaline kõdulink]
  2. Fiber-Optic Technologies
  3. "Craig Freudenrich, Ph.D. "How Fiber Optics Work"".Originaali arhiivikoopia seisuga 15. jaanuar 2012. Vaadatud 18. novembril 2013.

Välislingid

[muuda |muuda lähteteksti]
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Valgusjuhe&oldid=6141885"
Kategooriad:
Peidetud kategooriad:

[8]ページ先頭

©2009-2025 Movatter.jp