Laboratorium technik światłowodowych ćwiczenie 2 Grupa (nr 2) w składzie: Kinga Wilczek 210063 Michał Pawlik 209836 Patryk Kowalcze 209848 Daniel Cieszko 209915 Jakub Molik 209965
1. Wstęp Celem ćwiczenia było przeprowadzenie pomiarów tłumienności światłowodów w oparciu o metodę odcięcia. Przeprowadzone zostały pomiary światłowodów o trzech różnych długościach w zakresie fali od 850 do 1600 nm z krokiem 5 nm. Uzyskane wyniki następnie zostały wykorzystane do wyliczenia tłumienność. Z wyliczonej tłumienności skonstruowany został wykres obrazujący okna transmisyjne (miejsca w których wykres tłumienności osiąga najmniejsze możliwe wartości). 2. Przebieg ćwiczenia W celu realizacji ćwiczenia wykorzystane zostały przyrządy: - źródło światła - monochromator - obiektyw mikroskopowy - modulator mechaniczny - stolik justerski - detektor fali wyjściowej - zasilacz - szpule światłowodów o różnych długościach Po wstępnej kalibracji układu jedna z końcówek światłowodu została umieszczona w stoliku naprzeciwko obiektywu, natomiast druga w uchwycie detektora. Kolejnym krokiem było wyjustowanie stolika tak aby uzyskać maksimum mocy. Po odpowiednim dostosowaniu przyrządów wykonane zostały serie pomiarów dla różnych długości fali oraz dla trzech różnych długości światłowodu. Aby wyliczyć z otrzymanych wartości w wyniku pomiarów wykorzystany został poniższy wzór. gdzie L jest długością światłowodu, P 1 (λ) jest mocą wiązki wprowadzaną do włókna, P 2 (λ) jest mocą wiązki wyprowadzaną z włókna.
Wykres 1. Pomiar dla światłowodu o długości 500 m
Wykres 2. Pomiar dla światłowodu o długości 100 m
3. Dodatkowe pytania - Dlaczego przy wyliczaniu tłumienia nie uwzględnia się charakterystyki detektora? Charakterystyka detektora nie jest uwzględniana przy wyliczaniu detektora, ponieważ wzór z którego korzystamy działa w oparciu o stosunek mocy na wyjściu jednego końca do mocy na wyjściu drugiego końca światłowodu. W wyniku tego operacja dzielenia zniwelowała by wartości charakterystyk detektora. - Wyjaśnić pochodzenie spadków mocy w światłowodzie? Przyczyną spadków mocy w światłowodzie mogą być: 1) absorpcja materiałowa 2) rozpraszanie energii 3) rodzaj włókna 4) temperatura 5) zbyt duży kąt wygięcia światłowodu Wartość tłumienia określa spadek mocy sygnału przepływającego przez światłowód - Czy efekty te występują we wszystkich światłowodach? Tak. Efekty te mogą zostać zminimalizowane przez zastosowanie światłowodów kwarcowych. - Co wpływa na błąd pomiaru? Czynnikami mającymi wpływ na wartość błędu pomiaru są m.in.: 1) długość światłowodu 2) występowanie złączek 3) spawy 4) nieliniowość urządzenia - Na czym polega metoda cut-ff? Metoda ta polega na wykonaniu pomiaru dla dwóch różnych długości światłowodów przy takim samym zbiorze długości fal dla obu. Dzięki temu warunki sprzężenia światła ze światłowodem pozostają nie zmienione.
- Dlaczego jako źródło odniesienia nie stosuje się innego światłowodu (np. patchcord)? Ponieważ przy wykonywaniu pomiarów tłumienności niezbędne jest zachowanie stabilnego rozkładu mocy wszystkich modów, co w przypadku światłowodów wielomodowych jest dużo trudniejsze do wykonania. 4. Wnioski Metoda odcięcia pozwala na wyliczenie tłumienności pomijając charakterystyki sprzętowe. Metoda ta uwzględnia tylko długość światłowodu oraz moc na wyjściu detektora. Jednak niepoprawna konfiguracja stanowiska pracy, polegająca na nieodpowiednim zamocowaniu stumetrowego światłowodu w uchwycie, powoduje zafałszowanie wyników, a otrzymany wykres znacznie odbiega od oczekiwanego. Poprawnie wykonane pomiary pozwalają na uzyskanie wykresu, który prezentuje trzy okna transmisyjne dla fali o długości: 0.95nm, 1.13nm oraz 1.58nm.