ЖУРНАЛ «СТА» №4/2002

(частоты, соответствующей предельному значению длины волны данной моды). Величина F отс. = 2,405 для световодов со ступенчатым профилем и F отс. = 3,53 в случае параболического профиля. Величину NA можно найти из выра- жения: NA = √ ( n 1 2 ——— – n 2 2 ) ——— (7) Здесь n 1 и n 2 – показатели преломле- ния сердечника и оптической оболоч- ки. Условие, определяемое неравенст- вом (6), необходимо, но недостаточно. Кроме него, должно выполняться сле- дующее равенство: 2 r √ ( n 1 2 —————— – n 2 2 ) = 0,38 λ 0 (8) Если неравенство (6) не выполняет- ся, в световоде устанавливается много- модовый режим. В этом случае число мод приблизительно равно N = F 2 /2 для световода со ступенчатым профилем и N = F 2 /4 в случае градиентного профи- ля. Характер распространения света в многомодовом и одномодовом волокне для разных профилей показателя пре- ломления поясняется на рис. 5. По- дробнее рассмотрим характерное для многомодового волокна явление меж- модовой дисперсии. При вводе луча в оптическое волокно путь распростра- нения от начала до конца волокна для разных мод различен. Это обуславлива- ет разное время распространения мод, переносящих энергию первичного сиг- нала, и перераспределение выходной суммарной энергии в заданном отрезке времени. В результате, если импульс света на входе оптоволокна имел ярко выраженные фронт и срез сигнала, то на выходе получаем существенно «раз- мытый» сигнал со сглаженными фрон- том и срезом. Это «размывание» сигна- ла обусловлено межмодовой дисперси- ей и проявляется тем сильнее, чем длиннее линия связи. Межмодовая дисперсия ограничивает пропускную способность волокна, так как при по- вышении частоты входного сигнала (последовательность коротких импуль- сов) размытые края среза одного им- пульса начинают перекрываться размы- тым фронтом последующего, ведя к по- тере информативности сигнала (рис. 6). Несмотря на большую дисперсию, многомодовое оптоволокно со ступен- чатым профилем показателя преломле- ния является очень распространенным в силу более низких требований к тех- нологическому оборудованию для его производства и используемому матери- алу. Данное волокно может иметь сер- дечник из стекла и оптическую оболоч- ку из полимера (PCS) или быть полно- стью изготовленным из пластика. Для волокна с градиентным показателем преломления величина межмодовой дисперсии существенно меньше. Это происходит благодаря свойству света распространяться быстрее в среде с меньшим показателем преломления: большую часть пути переотраженные лучи проходят через области сечения 77 СТА 4/2002 www.cta.ru В З АПИС Н УЮ К НИЖК У ИНЖЕ Н Е РА Рис. 5. Распространение света в многомодовом и одномодовом волокнах для разных профилей показателя преломления Взрывобезопасное исполнение ДАТЧИКИ ВЕСА И ВТОРИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ • Широкий выбор для любых областей применения • Степень защиты до IP67 • Оперативный и точный контроль веса от 30 г до 50 т Подробности на www.scaime.ru #411