Dominik Kaniszewski Sebastian Gajos. Wyznaczenie parametrów geometrycznych światłowodu. Określenie wpływu deformacji światłowodu na transmisję.

Transkrypt

1 Ćwiczenie Numer r. 1 WYZNACZANIE PARAMETRÓW : GEOMETRYCZNYCH I OPTYCZNYCH ŚWIATŁOWODÓW Dominik Kaniszewski Sebastian Gajos II - Rok studiów dziennych Kierunek : Fizyka ; gr. I CEL ĆWICZENIA : ŚWIATŁOWÓD : Wyznaczenie parametrów geometrycznych światłowodu. Określenie wpływu deformacji światłowodu na transmisję. CZĘŚĆ TEORETYCZNA : Światłowód, falowód służący do przesyłania promieniowania świetlnego. Pierwotnie miał postać metalowych rurek o wypolerowanych ściankach, służących do przesyłania promieniowania podczerwonego. Obecnie w formie włókien dielektrycznych - najczęściej szklanych, z otuliną z tworzywa sztucznego, charakteryzującego się mniejszym współczynnikiem załamania światła niż wartość tego współczynnika dla szkła. Dzielimy je na jedno i wielo modowe (ilość przesyłanych długości fal). W światłowodach wielomodowych występuje zjawisko zniekształcenia impulsu wyjściowego a co za tym idzie, zmniejszenie prędkości transmisji i odległości, na jaką może być transmitowana. Do transmisji danych, zamiast prądu elektrycznego, wykorzystywana jest odpowiednio modulowana wiązka światła (zapobiega zniekształceniom sygnału), której źródłem może być laser lub dioda LED. Dzięki czemu możliwa jest transmisja danych do 6,875 Tb/s (osiągnięta w 2000 r.) i przepływ danych jest zabezpieczony przed niepowołanym dostępem - nie wytwarzają własnego pola magnetycznego w związku, z czym niemożliwe jest podsłuchanie transmisji. Cechuje go duża odporność na zakłócenia elektromagnetyczne zewnętrzne, stopa błędów mniejsza niż przy najwyższych przepływnościach binarnych, mała tłumienność jednostkowa (zwykle około 0,20dB/km). Odległości na jakie może być transmitowany sygnał (w jedno modowym kablu) bez potrzeby dodatkowego wzmacniania wynosi do 80 do 100 km, zaś ich żywotność wynosi 25 lat. Sieci oparte na światłowodach zwane są FDDI (Fiber Distributed Data Interface). Umożliwiają stosowanie wielu protokołów jednocześnie, co zapewnia wysokoefektywny transfer danych. KONSTRUKCJA ŚWIATŁOWODÓW : Przy budowie światłowodu wykorzystano zasadę prowadzenia fal świetlnych. Najczęściej światłowody buduje się z dwutlenku krzemu, i tu wykorzystuje się całkowite odbicie na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania (światłowód skokowy) lub zakrzywienie promieni świetlnych (światłowód gradiętowy). Warunkiem propagacji fali elektromagnetycznej jest to, aby jej promienie odbiły się na granicy rdzenia i płaszcza pod kątem mniejszym od kąta krytycznego (prawo Snelliussa). Pierwszy rodzaj światłowodu ma najczęściej trzy warstwy: wewnętrzny rdzeń R, koncentryczny płaszcz P oraz osłonę zabezpieczającą O. Wytwarza się też światłowody bez zewnętrznego płaszcza i osłony (włókna światłowodowe jako źródło światła). Dzięki zastosowani płaszcza można uzyskać wymagane mody światła, a także wzmocnić rdzeń. Osłonę stosuje się do zmniejszenia oddziaływań między poszczególnymi włóknami w kablach wielomdowych.

2 2 Drugi rodzaj światłowodów składa się w zasadzie z dwóch warstw: centralny rdzeń o gradiętowym współczynniku załamania i osłonę zabezpieczającą. WYTWARZANIE ŚWIATŁOWODÓW : Światłowody są wytwarzane z bardzo czystego szkła kwarcowego. Płaszcz jest wykonywany z czystego szkła, podczas gdy do szkła, z którego jest wykonany rdzeń, dodaje się odpowiednią ilość domieszek - zwykle dodaje się german lub ołów - zwiększających współczynnik załamania w stosunku do współczynnika załamania w płaszczu. Wyciąganie nici szklanych z wieloskładnikowej masy szklanej za pomocą cieplnej plastycznej obróbki mas lub kształtek szklanych. Do najbardziej rozpowszechnionych metod należą: metoda dwutyglowa (podwójnej dyszy) polegająca na jednoczesnym wyciąganiu niskotopliwej masy szklanej rdzenia i płaszcza z dwóch współosiowo umieszczonych tygli. Wymagane jest wcześniejsze oczyszczenie składników z jonów OH, homogenizacji masy szklanej i uformowania prętów szklanych (średnica 3-10 mm, długość 1-2 m) zasilających tygiel rdzeniowy i płaszczowy; metoda pręt-rura polegająca na przygotowaniu kształtki szklanej w postaci pręta i współosiowo umieszczonej rurki, podgrzaniu kształtki do temperatury mięknienia szkła i wyciąganiu cienkich nici. Wyciąganie nici z kształtek kwarcowych mających na powierzchni inne rodzaje szkła naniesione metodą reakcji chemicznych. Najbardziej znane są metody CVD (Chemical Vapour Deposition) i MCVD (Modified CVD), polegające na osadzeniu z fazy gazowej na wewnętrznej powierzchni kwarcowej związków dwutlenku krzemu domieszkowanego innymi tlenkami bez udziału wodoru (możliwość osadzenia wielu warstw - nawet kilkuset, o różnych współczynnikach załamania). Przeciąganie pręta kwarcowego do średnicy rdzenia z jednoczesnym powlekaniem jego powierzchni organicznymi związkami polimeryzującym. PARAMETRY ŚWIATŁOWODÓW DIELEKTRYCZNYCH : Rodzaj materiału rdzenia R i płaszcza P Współczynnik załamania rdzenia płaszcza Różnica współczynników załamania [%] Średnica rdzenia [um] Grubość płaszcza [um] Apertura numeryczna Maks. kąt wejścia wiązki światła do światłowodu Liczba modów Dyspersja międzymodowa na km [ns] Dyspersja materiałowa na km [ps/nm] R: SiO 2 +GeO 2 P: SiO 2 1,47 1,45 0,95 2,5 40 0, R: SiO 2 +GeO 2 P: SiO 2 1,47 1,45 0, , R: SiO 2 P: bor-krzem 1,45 1,45 0, , R: ołów P: bor-krzemołów 1,62 1,58 2, ,36 21, R:Gradiętowy średnica rozkład wsp. 1,56 1,54 1,4 zewnętrzna załamania 100 0, R: ołów P:brom-krzem 1,62 1,52 6, ,

3 ŚWIATŁOWODY WIELOMODOWE : MMF MULTI MODE FIBER (62,5 MIKRONA I 50 MIKRONÓW). 3 GRADIENTOWE : Światłowód gradientowy ma budowę warstwową. Każda jest inaczej domieszkowana, dzięki czemu współczynnik załamania światła zmienia się w sposób ciągły. Wartość maksymalną przyjmuje na osi rdzenia zaś minimalną na granicy z płaszczem. Światłowody gradientowe zapewniają - dla różnych modów (poruszających się po łukach)- tę samą prędkość rozchodzenia wzdłuż kabla. Dzieje się tak, gdyż fale rozchodzące się w większej odległości od środka poruszają się w warstwach o mniejszym współczynniku załamania, dzięki czemu mają większą prędkość liniową. SKOKOWE : Jak sama nazwa wskazuje w światłowodzie tym poszczególne mody poruszają się skokowo dobijając się na granicy rdzeń-płaszcz. Mody wprowadzane są do rdzenia pod różnymi kątami, przez co mają różną drogę do przebycia. Jak wiadomo prędkość rozchodzenia światła jest stała (w szkle km/s), dlatego czas przejścia promienia przez światłowód jest różny. Jest to przyczyną tzw. dyspersji międzymodowej, która powoduje poszerzenie impulsu docierającego na koniec światłowodu. Powoduje to ograniczenie pasma i odległości, na jaką mogą być przesyłane sygnały. Dyspersja chromatyczna występuje zarówno w światłowodach jednomodowych jak i w światłowodach wielomodowych. Jest ona źródłem strat. Dzięki domieszkowaniu, w pewnych granicach, można zmieniać parametry światłowodu, zmniejszając jego dyspersję chromatyczną. ŚWIATŁOWODY JEDNOOMODOWE : SMF SINGLE MODE FIBER (5 DO 10 MIKRONA). W światłowodach SMF sygnał wytworzony przez laser prawie wcale nie ulega rozproszeniu (brak dyspersji międzymodowej). Strumień danych przesyłany jest równolegle do osi i dociera do końca włókna w jednym modzie tzw. modzie podstawowym (nie ma odbić). Konsekwencją tego faktu jest: mała średnica włókna zwykle od 5 do 10 mikronów, a także skokowy współczynnik załamania światła. Ten rodzaj światłowodów nadaje się do dalekosiężnej telekomunikacji światłowodowej, gdyż sygnał może być transmitowany bez wzmacniania na odległość do 100 km.

4 4 Należy jeszcze wspomnieć o tym, że technologia wytwarzania tego rodzaju światłowodu jest droga i wymaga, aby częstotliwość znormalizowana V była mniejsza niż 2,405. Gdzie: d - średnica rdzenia światłowodu, lambda - długość fali optycznej, n 1 i n 2 - odpowiednio: współczynniki załamania rdzenia i płaszcza. Światłowody jednomodowe, narzucają tolerancję rzędu ułamka mikrona, przy wykonywaniu połączeń rozłącznych za pomocą wtyków. Myśl o realizacji takich czynności w normalnych warunkach polowych nie była zachęcająca, i zmusiła do poszukiwania innych rozwiązań. MOŻNA WYRÓŻNIĆ PIĘĆ GENERACJI : pierwsza generacja długość fali 850 nm i skokowa charakterystyka współczynnika załamania światła. W roku 1972 amerykańska firma Corning Glass uzyskuje światłowodowe włókno wielomodowe o tłumienności około 4dB/km dla fali o długości 850nm, co pozwoliło na uzyskanie pojemności transmisyjnej do 50Mb/s. druga generacja długość fali 1300 nm. W roku 1987 udało się zbudować światłowód jednomodowy o prawie zerowej dyspersji i zmniejszonym tłumieniu jednostkowym (do około 0,4dB/km) trzecia generacja długość fali 1550 nm. Charakteryzuje się najmniejszą tłumiennością jednostkową (od 0,16 do 0,2 db/km), co ma bezpośredni wpływ na zasięg (pozwala na zwiększenie odległości między regeneratorami do około 200km). Podstawową niedogodnością jest występowanie wysokiej dyspersji (15-20 ps/km*nm). czwarta generacja wiąże się z wprowadzeniem szerokopasmowych wzmacniaczy optycznych EDFA, komutacji i zwielokrotnienia falowego WDM. piątą generację tworzą najnowsze osiągnięcia w zakresie transmisji solitonowej (co teoretycznie prowadzi do nieograniczonego wzrostu pojemności transmisyjnej BL). ZALETY ŚWIATŁOWODÓW : odporność na zakłócenia elektromagnetyczne brak generacji zakłóceń elektromagnetycznych brak prądów błądzących brak różnic potencjałów mała tłumienność duża trwałość, rzędu 25 lat duża prędkość transmisji niski stopień awaryjności

5 duże odległości między kolejnymi wzmacniaczami sygnału wysoka niezawodność transmisji mała waga małe wymiary TRANSMISJA SYGNAŁÓW W ŚWIATŁOWODZIE : 5 Odbicie całkowite wewnętrzne, odbicie światła zachodzące na granicy dwóch ośrodków przezroczystych charakteryzujących się współczynnikami załamania n1 i n2, n1>n2. Jest to wielkość charakteryzująca zjawisko załamania fali. Odnosi się zazwyczaj do fali elektromagnetycznej, w szczególności do światła, ale definiuje się go również dla innych fal (np. akustycznych). Średnica rdzenia światłowodu: 10 do 50 mm, co daje odbić na długości 1 m. Przy współczynniku odbicia 99% doprowadza to do wytłumienia sygnału w stosunku 0.99 do = 10 do -44. Dla ciał stałych współczynnik załamania (bezwzględny) zawarty jest (dla światła żółtego linii sodu) w przedziale 1,3-4,0 (np. dla szkła kwarcowego wynosi 1,46, dla ołowianego 1,75, dla soli kuchennej 1,54, dla diamentu 2,41). Dla kryształów anizotropowych zależy od kierunku padania fali (dwójłomność). Dla cieczy przyjmuje wartości 1,2-1,9 (dla wody 1,33, dla alkoholu etylowego 1,36). Dla gazów zależy od ciśnienia i temperatury - w warunkach normalnych równy jest praktycznie 1 (jego granice to 1, dla helu i 1, dla ksenonu). Odbicie całkowite wewnętrzne polega na odbiciu światła zachodzącym bez strat energii, nie towarzyszy mu załamanie światła. Obserwuje się go, gdy kąt padania (tj. kąt zawarty pomiędzy normalną do powierzchni a kierunkiem promienia światła) jest większy od tzw. kąta granicznego całkowitego odbicia wewnętrznego. Wartość tego kąta wyraża się wzorem: Y=arcsin(n2/n1). Zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia jest podstawą działania światłowodu, wykorzystywane jest w wielu przyrządach optycznych, m.in. w niektórych konstrukcjach refraktometrów, pryzmatach całkowitego odbicia itp. OKNA TRANSMISYJNE : Tłumienie zależne od długości fali odgrywa istotną rolę w transmisji światłowodowej. Zależność ta maleje zgodnie z krzywą Rayleigh'a, z czwartą potęgą długości fali światła. Wyróżnia się trzy okna przydatne do prowadzenia transmisji o obniżonej tłumienności: I okno transmisyjne - obejmuje fale w okolicy 0,85 µm, dość wysokie tłumienie powyżej 1dB / km. O atrakcyjności tego okna stanowi dostępność tanich źródeł światła, jednak zakres jego zastosowań sprowadza się tylko do małych odległości transmisyjnych rzędu kilkunastu kilometrów.

6 6 II okno transmisyjne - na fali l,3 µm, tłumienie około 0,4dB / km, zasięg transmisji od 75 do loo km. III okno transmisyjne - na fali l,55 µm, tłumienie mniejsze niż 0,2dB / km, zasięg transmisji od 150 do 200 km. STRATY W ŚWIATŁOWODZIE : Wszystkie światłowody nawet jednomodowe nie są idealnym medium transmisyjnym. Jedną z podstawowych wad jest tłumienie sygnału. Spowodowane jest przez straty falowe wynikające z niedoskonałości falowodu. Ponad to w rzeczywistym światłowodzie występuje: absorpcja (pochłanianie energii przez cząstki światłowodu), rozpraszanie energii spowodowane zarówno przez fluktuacje gęstości materiału rdzenia jak i fluktuacjami współczynnika załamania, a także wadami produkcyjnymi (zgięcia, mikropęknięcia). TŁUMIENIE MA RÓŻNE ŹRÓDŁA : straty materiałowe - większość światłowodów wykonana jest ze szkła kwarcowego SiO 2. Światło ulega rozproszeniu z powodu fluktuacji gęstości materiału rdzenia, a ta spowodowana jest niedoskonałością struktury szkła. Dla czystego szkła kwarcowego stała materiałowa k = 0,8, a tłumienność spowodowana rozproszeniem Rayleigh'a wynosi dla długości fali widzianej przez światłowód l=850 nm 1.53 db/km, dla l=1300 nm 0.28 db/km, a dla l=1550 nm db/km. Oprócz rozpraszania Rayleigh'a istnieje silna absorpcja zarówno w podczerwieni, jak i nadfiolecie związana bezpośrednio z samymi własnościami szkła krzemowego SiO 2. Nie pozwala ona na wykorzystanie jeszcze dłuższych fal do transmisji. straty falowodowe - wynikają z niejednorodności światłowodu powodowanymi fluktuacjami średnicy rdzenia, zgięciami włókna, nierównomiernością rozkładu współczynnika załamania w rdzeniu i w płaszczu, oraz wszelkimi innymi odstępstwami od geometrii idealnego światłowodu cylindrycznego. Deformacje włókna mające duży wpływ na tłumienie światłowodu to mikrozgięcia i makrozgięcia. Mikrozgięcia powstają w procesie wytwarzania włókien i są to nieregularności kształtu rdzenia i płaszcza rozłożone wzdłuż włókna losowo lub okresowo. Wywołują w światłowodzie wielomodowym mieszanie się modów i ich konwersję w mody wyciekające do płaszcza. W światłowodzie jednomodowym mikrozgięcia powodują natomiast rozmycie modu. Tłumienie wywołane makrozgięciami, czyli wywołane fizycznym zakrzywieniem włókna światłowodowego, jest pomijalnie małe dla promieni zakrzywień większych od kilku centymetrów. Mniejsze powodują zmianę współczynnika załamania w obszarze zgięcia, co także prowadzi do tworzenia się modów wyciekających i uwidacznia się efektem świecenia włókna na powierzchni. straty mocy sygnału powodowane są również przez przesunięcia, rozsunięcia oraz wzajemny obrót światłowodów. absorpcja w zakresie pasm użytecznych (0,8-1,5 µm) jest niewielka, wzrasta natomiast przy niewielkiej nawet koncentracji zanieczyszczeń metali Fe, Cu, Cr, a zwłaszcza jonów OH. Jest to proces nieodwracalny, wynikowa tłumienność zależy od rodzaju domieszek oraz od sposobu ich koncentracji. Ponadto powyższe zanieczyszczenia powodują selektywny wzrost tłumienia, wybór okien transmisyjnych wynika z konieczności pominięcia tych pasm absorpcyjnych. DYSPERSJA : Dyspersja jest to zjawisko poszerzenia (rozmycia) impulsu. Powodowana jest przez to, że światło przy określonej długości fali ma odpowiednią szerokość widma. Im szersze widmo tym więcej promieni przemieszcza się w rdzeniu. Promienie te przebywają różną drogę, przez co czas przebycia promienia przez włókno jest różny. W rezultacie na wyjściu pojawia się szerszy impuls, który rośnie wraz ze wzrostem długości światłowodu. Przepływność transmisyjna włókna jest więc określona przez to, jak blisko siebie można transmitować kolejne impulsy bez ich wzajemnego nakładania się na siebie (przy zbyt bliskich impulsach nie ma sposobu ich rozpoznania). Dyspersja ogranicza długość światłowodu przez który może być transmitowany sygnał. Rozróżnia się dwa typy dyspersji. Dyspersję międzymodową występującą w światłowodach wielomodowych, oraz dyspersję chromatyczną występującą w włóknach jednomodowych.

7 7 dyspersja modowa - występuje w światłowodach wielomodowych. Impuls światła wiedziony przez światłowód jest superpozycją wielu modów, z których prawie każdy, na skutek różnych kątów odbicia od granicy rdzenia, ma do przebycia inną długość drogi między odbiornikiem a nadajnikiem. Dyspersja modowa światłowodów skokowych przekracza znacznie wszystkie pozostałe dyspersje. Dodatkowo z powodu dużego tłumienia jednostkowego tych włókien docierający sygnał ma wyraźnie inny kształt i mniniejszą amplitudę. Zniekształcenie to rośnie wraz z długością światłowodu. Ograniczenie dyspersji modowej i zwiększenie pasma światłowodów wielomodowych do 1200 MHz*km uzyskano wprowadzając włókna gradientowe. dyspersja chromatyczna - z racji tego, że światłowody jednomodowe propagują tylko jeden mód, nie występuje tutaj zjawisko dyspersji międzymodowej. Uwidacznia się natomiast inny, dotychczas niewidoczny rodzaj dyspersji, dyspersja chromatyczna. Składają się na nią dwa zjawiska: dyspersja materiałowa i falowodowa. Dyspersja materiałowa powodowana jest zmianą współczynnika załamania szkła kwarcowego w funkcji długości fali. Ponieważ nie istnieje źródło światła ściśle monochromatyczne, gdyż każdy impuls światła składa się z grupy rozproszonych częstotliwości optycznych rozchodzących się z różną prędkością, docierający po przebyciu fragmentu włókna mód charakteryzuje się rozmyciem w czasowym. Dyspersja falowa częściowo powodowana jest wędrowaniem wiązki przez płaszcz światłowodu. Szybkość rozchodzenia się zależy od właściwości materiałowych płaszcza. Wykorzystanie w systemach światłowodowych większych długości fali przede wszystkim ok nm, zamiast nm wykorzystywanych w pierwszych systemach, przynosi poważne korzyści jeśli chodzi o dyspersję, gdyż dyspersja materiałowa w tym obszarze długości fali jest praktycznie równa zeru. Co więcej, w miarę doskonalenia procesu produkcji włókna, zaczęło się okazywać, że dla bardzo suchych (o małej zawartości jonów OH) rodzajów szkła, można uzyskać dla fali 1300 nm wartości tłumienności znacznie poniżej 3 5 db/km, jakie uzyskiwano dla 850 nm i z wielu źródeł pojawiły się doniesienia o uzyskaniu dla fali 1300 nm wartości tłumienności rzędu od 1 do 0,5 db/km. Później uzyskano dla fali 1550 nm tłumienność rzędu 0,2 db/km. MULTIPLEKSOWANIE : W celu zapobiegnięcia stosowania kilku - oddzielnych - równolegle prowadzonych włókien światłowodowych dla każdego transmitowanego sygnału stosuje się multipleksowanie umożliwiające przesyłanie kilku sygnałów za pomocą jednego włókna. Są trzy sposoby multipleksowania sygnału. Multipleksowanie z podziałem czasu. Przesyłane sygnały dzielone są na części, którym później przypisywane są czasy transmisji. Najpierw przesyłana jest pierwsza część pierwszego sygnału potem pierwsza część drugiego sygnał itd. Gdy, zostaną przesłane wszystkie pierwsze części, do głosu dochodzą drugie części sygnału. Multipleksowanie tego rodzaju jest odpowiednie zwłaszcza do przesyłania sygnałów cyfrowych. Multipleksery cyfrowe łączą na ogół do 16 linii wejściowych. Multipleksowanie z podziałem częstotliwości (FDM). Multipleksowanie tego rodzaju zwiększa przepustowość sytemu transmisyjnego. Jest to układ w którym kanały sąsiadują ze sobą. Przesyłane sygnały są przetwarzane na zmiany częstotliwości następujące wokół pewnej środkowej częstotliwości nośnej, z tym zastrzeżeniem, że każdy sygnał ma inną częstotliwość środkową. Multipleksowanie tego rodzaju jest odpowiednie do przesyłania sygnałów analogowych. Jak wiadomo szum wzmacniaczy elektrycznych zwiększa się znacznie w zakresie większych częstotliwości, a transmitowane sygnały optyczne w systemach o przepustowości Gbit/s ulegają degradacji wskutek dyspersji chromatycznej. FDM ma dwie zalety: 1) zwiększa liczbę kanałów, 2) zmniejsza ograniczenia spowodowane tłumiennością i dyspersją. Bardzo interesującym przykładem systemu zwielokrotnienia z podziałem częstotliwości jest wielokanałowy koherentny system rozgłoszeniowy o dużej gęstości rozmieszczenia kanałów częstotliwościowych. System tego rodzaju może się składać z sześciu kanałów optycznych rozmieszczonych co 2,2 GHz (jest to najmniejsza możliwa odległość międzykanałowa, przy której nie powstaje interferencja). Do generowania kanałów wykorzystuje się lasery, które muszą dawać stabilny sygnał o pojedynczej częstotliwości, przestrajanej w sposób ciągły w granicach 1000 GHz. Modulacja realizowana jest za pomocą metody FSK.

8 8 Multipleksowanie z podziałem długości fali (WDM - ang. Wavelength Division Multiplexing). Przesyłany sygnał pochodzi z oddzielnych źródeł. Każdemu sygnałowi przypisana jest jego własna długość fali. System z modulacją WDM może pracować przy różnych długościach fali różniących się tylko o 5 nm. Sygnały po stronie odbiorczej rozdziela się za pomocą np. siatki dyfrakcyjnej, pryzmatu lub wielowarstwowych filtrów interferencyjnych. Multipleksowanie z podziałem długości fali, ze względu na swoją zasadę działania, może być realizowane tylko w systemach optycznych. ZMNIEJSZENIE TŁUMIENNOŚCI I DYSPERSJI ORAZ DOPASOWANIE ICH CHARAKTERYSTYK WIDMOWYCH : Charakterystyka widmowa tłumienności i charakterystyka widmowa dyspersji są ważnymi parametrami charakteryzującymi włókno światłowodowe. Zmniejszenie tych parametrów jest głównym celem licznych badań. Obie te charakterystyki są zależne od struktury i technologii produkcji włókna. Główną przyczyną tłumienia jest rozproszenie światła i absorpcja. Zarówno dla światłowodu gradientowego jak i jednomodowego tłumienność głównie zależy od składowej wewnętrznego rozproszenia nieelastycznego (Rayleighowskiego), która jest odwrotnie proporcjonalna do czwartej potęgi długości fali. TABELE POMIARÓW I WYNIKÓW : Lp.: x r PARAMETRY GEOMETRYCZNE ŚWIATŁOWODU Próbka X Próbka Y x p y r y p Wartość x r x p y r y p średnia 27 97,333 34, ,333 WPŁYW DEFORMACJA ŚWIATŁOWODU NA TRANSMISJĘ Np.: 1 wyginanie 1 prostowanie 2 wyginanie 2 prostowanie 3 wyginanie 4 wyginanie 5 wyginanie Średnia : Ilość obrotów U 1w U 1p U 2w U 2p U 3w U 4w U 5w U ŚRw U ŚRp N : [ V ] [ V ] [ V ] [ V ] [ V ] [ V ] [ V ] [ V ] [ V ] 0,5 0,280 0,327 0,270 0,329 0,372 0,309 0,339 0,314 0,328 1,0 0,340 0,330 0,280 0,320 0,350 0,393 0,333 0,339 0,325 1,5 0,312 0,324 0,364 0,281 0,360 0,389 0,335 0,352 0,303 2,0 0,318 0,318 0,342 0,325 0,351 0,325 0,337 0,335 0,322 2,5 0,314 0,291 0,331 0,310 0,344 0,332 0,381 0,340 0,301 3,0 0,296 0,287 0,328 0,324 0,341 0,340 0,362 0,333 0,306 3,5 0,314 0,310 0,315 0,357 0,336 0,334 0,353 0,330 0,334 4,0 0,332 0,324 0,319 0,340 0,340 0,325 0,350 0,333 0,332 4,5 0,315 0,333 0,306 0,310 0,339 0,342 0,357 0,332 0,322 5,0 0,307 0,410 0,312 0,350 0,320 0,365 0,370 0,335 0,380 5,5 0,306 0,324 0,322 0,394 0,350 0,342 0,374 0,339 0,359 6,0 0,312 0,295 0,330 0,362 0,314 0,356 0,270 0,316 0,329 6,5 0,319 0,274 0,304 0,365 0,328 0,385 0,373 0,342 0,320 7,0 0,326 0,355 0,305 0,392 0,341 0,330 0,369 0,334 0,374 7,5 0,324 0,332 0,342 0,360 0,351 0,421 0,355 0,359 0,346 8,0 0,322 0,309 0,335 0,322 0,362 0,391 0,344 0,351 0,316 8,5 0,330 0,295 0,321 0,210 0,345 0,364 0,343 0,341 0,253 9,0 0,333 0,282 0,326 0,321 0,346 0,349 0,339 0,339 0,302

9 9 WNIOSKI Z ĆWICZENIA : Na podstawie wyznaczonych w doświadczeniu parametrów geometrycznych światłowodu umieszczonych w pierwszej tabeli możemy stwierdzić, że jest to światłowód eliptyczny. Błędy jakimi zostało obarczone doświadczenie spowodowane były nieprawidłowym odczytaniem pomiarów szybko zmieniającego się napięcia, oraz niedokładnym zmierzeniem parametrów geometrycznych zmiażdżonych i pokrzywionych światłowodów.