Owijanie trzpienia
W światłowodach wielomodowych owijanie trzpieniem jest techniką stosowaną do preferencyjnego tłumienia mocy trybu wysokiego rzędu propagującego sygnału optycznego . W konsekwencji, jeśli włókno propaguje znaczną energię w modach, których to dotyczy, rozkład modalny zostanie zmieniony.
Cylindryczna owijka pręta składa się z określonej liczby zwojów włókna na trzpieniu o określonym rozmiarze, w zależności od charakterystyki włókna i pożądanego rozkładu modalnego. Ma zastosowanie w transmisji optycznej , do tworzenia dystrybucji mocy w trybie zdefiniowanym lub do zapobiegania propagacji wielomodowej w światłowodzie jednomodowym. Jeśli włókno startowe zostanie całkowicie wypełnione przed owinięciem trzpienia, mody wyższego rzędu zostaną usunięte, pozostawiając tylko mody niższego rzędu. Jeśli światłowód startowy jest niedopełniony, na przykład w wyniku zasilenia przez a diody laserowej lub diody LED emitującej krawędzie , nie będzie to miało wpływu na rozkład mocy w trybie ani pomiary strat.
W światłowodach wielomodowych owijanie trzpienia jest stosowane w celu wyeliminowania efektu „przejściowej utraty”, tendencji modów wysokiego rzędu do doświadczania większych strat niż modów niższego rzędu. Liczbowe dodanie (w decybelach) zmierzonych strat wielu segmentów i/lub komponentów światłowodu zawyża straty połączonego zestawu, jeśli każdy segment lub komponent został zmierzony przy pełnym rozkładzie mocy.
W pomiarach światłowodów jednomodowych jest używany do wymuszenia prawdziwej propagacji jednomodowej przy długościach fal bliskich lub niższych od teoretycznej długości fali odcięcia, przy których może istnieć znaczna moc w grupie modów wyższego rzędu. W tym zastosowaniu jest powszechnie nazywany filtrem trybu wysokiego rzędu (HOMF).
Ostatecznie wpływ owinięcia trzpienia na pomiary optyczne zależy od rozkładu mocy w trybie propagacji. Dodatkowy mechanizm utraty nie działa, jeśli w trybach, których dotyczy, nie ma zasilania.
Zasada działania
Efektem fizycznego zginania światłowodu wokół kształtu cylindrycznego jest nieznaczna modyfikacja efektywnego współczynnika załamania światła w obszarze zakrzywionym, co lokalnie zmniejsza efektywną objętość modową światłowodu. Powoduje to, że moc optyczna w modach najwyższego rzędu staje się niekierowana lub tak słabo prowadzona, że zostaje uwolniona do stanu niezwiązanego, pochłonięta przez powłokę światłowodu lub całkowicie wyrzucona ze światłowodu. Praktycznym efektem owijania trzpienia jest tłumienie mocy optycznej rozchodzącej się w modach najwyższego rzędu. Tryby niższego rzędu pozostają nienaruszone, nie doświadczają zwiększonej utraty ani konwersji na inne tryby (mieszanie trybów).
Określenie odpowiednich warunków owinięcia trzpienia
Średnica trzpienia i liczba zwojów są dobierane w celu wyeliminowania pewnych modów w powtarzalny sposób. Empirycznie zaobserwowano, że więcej niż 5 pełnych 360-stopniowych owinięć powoduje niewielkie dodatkowe straty, dlatego zwykle określa się od 3 do 5 obrotów. Średnica trzpienia wpływa na to, jak daleko w objętości modalnej następuje rozłączenie modalne. Eksperymentalnie wykreśla się przesyłaną moc z owiniętego włókna, w którym wzbudzono jednolity modalny rozkład mocy, w funkcji średnicy trzpienia, przy zachowaniu stałej liczby zwojów. Ujawnia to stopniowe redukcje przesyłanej mocy w miarę zmniejszania się średnicy, gdzie każdy krok jest punktem, w którym trzpień zaczyna wpływać na następną niższą grupę modów. Aby uzyskać najlepszą powtarzalność pomiarów, należy wybrać średnicę, która nie jest bliska takiego przejścia, chociaż może to nie być możliwe, jeśli pomiary muszą być wykonywane w zakresie długości fal. Całkowita objętość modów we włóknie jest funkcją długości fali, więc średnica trzpienia, przy której występują przejścia grup modów, będzie się zmieniać wraz z długością fali.
Zobacz też
Linki zewnętrzne
Ten artykuł zawiera materiały należące do domeny publicznej z normy federalnej 1037C . Administracja usług ogólnych . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 2022-01-22.