Лекции по Физико-технологическим основам волоконно-оптической техники   

8. Измерение оптических параметров ОВ

8.4. Числовая апертура

         Числовая апертура измеряется методом дальнего поля, т.е. по изображению излучения, выходящего из волокна, на экране. Измеряя диаметр светового пятна на экране и расстояние от торца волокна до экрана, величину числовой апертуры можно вычислить по формуле:

NA = (nc2 – no2)1/2 =n0 Sinq » 2 tg (d/2l) = dп/l                (8.5),

где nc  и n0 – показатели преломления сердцевины и оболочки соответ-ственно, q - телесный угол, в пределах которого лучи распространяются по волокну без вытекания, dп – диаметр светового пятна на экран, l – расстояние от торца волокна до экрана.

8.5. Модовое пятно

         Диаметр модового пятна (w) является одной из важнейших характеристик одномодовых ОВ, поскольку определяет согласование волокон между собой, величины изгибных и микроизгибных потерь и т.д. Диаметр модового пятна отличается от диаметра сердцевины в ОВ, причем это отличие увеличивается с уменьшением величины нормализованной частоты, и для одномодовых световодов со ступенчатым профилем ПП записывается согласно формуле (5,6). На рис. 8.8 приведена спектральная зависимость диаметра модового пятна для одного из образцов ОВ. Видно, что с ростом длины волны (соответственно, с уменьшением V) диаметр модового пятна также растет, а наименьшее его значение находится вблизи длины волны отсечки высшей моды (λс). Существует несколько методов измерения диаметра модового пятна, остановимся на 2-х из них, рекомендованных Международным стандартом.

Рис. 8.8. Спектральная зависимость диаметра модового пятна

Метод поперечного сдвига заключается в том, что свет вводят в два состыкованных между собой волокна, а затем торец второго волокна начинают перемещать относительно выходного торца первого волокна, (т.е. его сканировать), снимая при этом показания интенсивности света на выходе второго волокна. Диаметр модового пятна определяют по уровню 1/е2»0,135 радиального распределения интенсивности света, как это видно на рис. 8.9. Второй метод, принятый американским бюро стандартов TIA, основан на диафрагмировании картины дальнего поля таким образом, чтобы интегральная интенсивность света в диафрагмированной области составляла 1-0,135 = 0,865 от общей интенсивности света на картине дальнего поля. Диаметр модового пятна рассчитывают используя отношение диаметров отверстий диафрагмы, позволяющей получать оба эти случая.



*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.