sợi chuyển dịch tán sắc

Sợi dịch chuyển tán sắc
Khi bước sóng làm việc của một sợi quang đơn mode là 1,3Pm, đường kính trường chế độ là khoảng 9Pm và tổn thất truyền dẫn của nó là khoảng 0.3dB/km. Tại thời điểm này, bước sóng phân tán bằng 0 xảy ra vào lúc 1,3 giờ chiều. Trong sợi quang thạch anh, suy hao truyền dẫn trong đoạn 1,55pm là nhỏ nhất (xấp xỉ 0.2dB/km) từ góc độ nguyên liệu thô. Do bộ khuếch đại sợi quang pha tạp erbium (EDFA) thực tế đã hoạt động ở băng tần 1,55pm, nếu cũng có thể đạt được độ phân tán bằng 0 trong băng tần này, thì sẽ thuận lợi hơn cho ứng dụng truyền dẫn đường dài trong 1,55Pm ban nhạc. Vì vậy, bằng cách sử dụng khéo léo các đặc tính triệt tiêu kết hợp của tán sắc vật liệu thạch anh và tán sắc cấu trúc lõi trong vật liệu sợi quang, độ tán sắc bằng không ban đầu trong phạm vi 1,3Pm có thể được chuyển sang phạm vi 1,55pm, cũng tạo thành độ tán sắc bằng không. Do đó, nó được đặt tên là Dispersion Shifted Fiber (DSF). Phương pháp tăng độ phân tán cấu trúc chủ yếu là để cải thiện hiệu suất phân phối chỉ số khúc xạ của lõi sợi quang. Trong truyền dẫn đường dài của thông tin quang học, tán sắc sợi quang bằng không là quan trọng, nhưng không phải là duy nhất. Các đặc tính khác bao gồm suy hao thấp, kết nối dễ dàng và thay đổi tối thiểu về đặc tính trong quá trình hình thành hoặc vận hành cáp (bao gồm uốn, kéo dài và thay đổi môi trường). DSF xem xét các yếu tố này một cách toàn diện trong thiết kế.
sợi dẹt phân tán
Sợi quang dịch chuyển tán sắc (DSF) là sợi quang đơn mode được thiết kế với độ phân tán bằng 0 trong băng tần 1,55pm. Mặt khác, sợi dẹt tán sắc (DFF) có thể đạt được độ phân tán rất thấp trong dải rộng hơn từ 1,3Pm đến 1,55pm, gần như đạt độ phân tán bằng không. Do nhu cầu DFF giảm độ phân tán trong khoảng 1.3pm đến 1.55pm. Cần có một thiết kế phức tạp về phân bố chỉ số khúc xạ của sợi quang. Tuy nhiên, loại sợi quang này rất phù hợp với các đường ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM). Do sự phức tạp và chi phí cao của công nghệ sợi DFF. Trong tương lai, khi sản xuất tăng, giá cũng sẽ giảm.
sợi bù phân tán
Đối với các hệ thống trung kế sử dụng sợi quang đơn mode, hầu hết chúng bao gồm các sợi có độ phân tán bằng 0 trong dải 1,3pm. Tuy nhiên, với mức suy hao nhỏ nhất là 1,55pm, do tính thực tế của EDFA, sẽ rất có lợi khi hoạt động ở bước sóng 1,55pm ngay cả trên sợi quang tán sắc bằng không 1,3pm. Bởi vì trong sợi quang có độ phân tán bằng không 1,3Pm, độ phân tán trong dải 1,55Pm là khoảng 16ps/km/nm. Nếu một đoạn sợi quang có ký hiệu tán sắc ngược lại được chèn vào mạch sợi quang này, thì tán sắc của toàn bộ mạch sợi quang có thể bằng không. Sợi được sử dụng cho mục đích này được gọi là sợi bù tán sắc (DCF). So với sợi quang không tán sắc 1,3pm tiêu chuẩn, DCF có đường kính lõi mịn hơn và chênh lệch chỉ số khúc xạ lớn hơn. DCF cũng là một thành phần quan trọng của mạch quang WDM.
Phân cực duy trì sợi
Sóng ánh sáng truyền trong sợi quang có bản chất là sóng điện từ nên ngoài dạng sóng ánh sáng đơn mode cơ bản, về cơ bản còn có hai dạng phân bố trường điện từ (TE, TM) trực giao. Nói chung, do cấu trúc mặt cắt ngang của sợi là đối xứng tròn, hằng số lan truyền của hai chế độ phân cực bằng nhau và hai chùm ánh sáng phân cực không giao thoa với nhau. Nhưng trên thực tế, sợi quang không hoàn toàn đối xứng tròn, chẳng hạn sẽ có yếu tố kết hợp giữa hai chế độ phân cực có phân bố không đều trên trục quang học. Sự tán sắc gây ra bởi sự thay đổi ánh sáng phân cực này được gọi là tán sắc chế độ phân cực (PMD). Đối với truyền hình cáp, chủ yếu phân phối hình ảnh, tác động vẫn chưa đáng kể, nhưng đối với một số dịch vụ băng siêu rộng trong tương lai với các yêu cầu đặc biệt, chẳng hạn như:
① Khi phát hiện heterodyne được sử dụng trong giao tiếp nhất quán và yêu cầu sự phân cực ổn định hơn của sóng ánh sáng;
② Khi các đặc tính đầu vào và đầu ra của máy quang học có liên quan đến sự phân cực;
③ Khi thực hiện phân cực, duy trì bộ ghép quang và bộ phân cực hoặc bộ khử cực, v.v.;
④ Chế tạo cảm biến sợi quang sử dụng giao thoa ánh sáng, v.v.
Trong trường hợp sóng phân cực được yêu cầu duy trì không đổi, một sợi quang đã được cải tiến để duy trì trạng thái phân cực của nó được gọi là sợi quang duy trì phân cực (PMF) hoặc sợi quang phân cực cố định.
sợi lưỡng chiết
Sợi lưỡng chiết đề cập đến sợi quang có thể truyền hai chế độ phân cực vốn có trực giao với nhau trong một sợi quang chế độ đơn. Hiện tượng chiết suất biến thiên theo hướng phân cực gọi là hiện tượng lưỡng chiết. Nó còn được gọi là sợi PANDA, là một loại sợi làm giảm sự hấp thụ và duy trì sự phân cực. Phần thủy tinh có hệ số giãn nở nhiệt lớn và tiết diện tròn được đặt ở hai mặt ngang của lõi sợi quang. Trong quá trình kéo sợi ở nhiệt độ cao, các bộ phận này co lại, dẫn đến sự kéo dài theo hướng y của lõi sợi và ứng suất nén theo hướng x. Hiệu ứng quang điện đàn hồi của sợi được gây ra và chỉ số khúc xạ khác nhau theo hướng X và hướng y. Theo nguyên tắc này, đạt được hiệu quả duy trì sự phân cực không đổi.