2-amaliy ish. Optik tola turlari. Bir modali va ko’p modali optik tolalar

6.2. Optik tola turlari va ularning tavsiflari.
Bir modali va ko‘p modali optik tolalar. Pog‘onali, gradientli va maxsus sindirish ko‘rsatgichli optik tolalar
O‘zagi diametrining u bo‘ylab tarqaluvchi to‘lqin uzunligiga nisbatiga ko‘ra optik tolalar bir modali va ko‘p modali bo‘lishi mumkin. Bir modali optik tolalarda ko‘pincha o‘zak diametri 7-10 mkm (2.4,a-rasm), ko‘p modali optik tolalarda esa, 50-62,5 mkm (2.4,b-rasm) bo‘ladi.



2.2-rasm. Bir modali (a) va ko‘p modali (b) optik tolalarning
ko‘ndalang kesimi

Ikkala turdagi optik tolalarda qobiq diametri 125 mkm ni tashkil etadi. Amaliyotda bir modali va ko‘p modali optik tolalar diametrlarining boshqacha qiymatlari ham mavjud. Bir modali optik toladan faqat bitta moda (optik eltuvchi) uzatiladi. Ko‘p modali optik toladan esa, bir vaqtning o‘zida apertura burchagi doirasida tolaga turli burchaklar ostida kiritiladigan bir necha yuzlab ruxsat etilgan modalarni uzatish mumkin. Barcha ruxsat etilgan modalar turli tarqalish yo‘nalishi va vaqtiga ega.

Ko‘p modali optik tolalar sindirish ko‘rsatkichining tola radiusi bo‘yicha taqsimotiga ko‘ra pog‘onali (2.5, a-rasm) va gradientli (2.5, b-rasm) tolalarga bo‘linadi [2].
Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar ikki muhit chegarasida sindirish ko‘rsatkichlarining keskin - pog‘ona ko‘rinishida n₁ dan n₂ gacha o‘zgarishi bilan harakterlanadi. Pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tolalar o‘tkazish polosasini chegaralaydi, biroq gradientli sindirish ko‘rsatkichli optik tolalarga nisbatan arzon hisoblanadi.
Gradientli sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli tolalarga nisbatan ravon o‘zgaruvchi sindirish ko‘rsatkichiga egaligi va modalararo dispersiyaning kamligi tufayli yuqori texnik ko‘rsatkichlari bilan ajralib turadi. Chunki gradientli sindirish ko‘rsatkichli optik tolada modalarning tarqalish tezligi (dispersiyasi) bir-biridan juda ham kattaga farq qilmaydi. Dispersiya impulslarning kengayib ketishiga, uzatilayotgan signallarning buzilishiga olib keladi. Shuning uchun hozirda gradientli sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalar keng tarqalgan.

2.3-rasm. Pog‘onali (a) va gradientli (b) ko‘p modali optik tolalarning

tuzilishi va sindirish ko‘rsatkichining optik tola o‘zagi radiusi bo‘yicha taqsimoti

Gradientli sindirish ko‘rsatkichli ko‘p modali optik tolalarning asosiy kamchiligi tannarxining qimmatligi va ularni ishlab chiqarishning murakkabligidir.

Ko‘p modali optik tolalarda modalararo dispersiya o‘tkazish polosasi va aloqa masofasini chegaralaydi. Shuning uchun ko‘p modali optik tolalar signallarni asosan lokal tarmoqlarda va nisbatan past tezlikli raqamli TOAT lar bo‘ylab uzatishda ishlatiladi. Bir modali optik tolalardan magistral aloqa tarmoqlarida foydalaniladi. Chunki bir modali optik tolalarda modalararo dispersiya yuzaga kelmaydi, shuning uchun signallar ko‘p modali rejimga qaraganda kam buzilish bilan uzatiladi.

Bir modali optik tolalar sindirish ko‘rsatkichining optik tola radiusi bo‘yicha taqsimotiga ko‘ra pog‘onali (to‘g‘riburchakli) va maxsus turdagi uch tishli W ko‘rinishdagi tolalarga bo‘linadi (2.6-rasm).

Sindirish ko‘rsatkichlari optik signalning so‘nishiga ta’sir etmasada, xromatik dispersiya ko‘rsatkichlarini o‘zgartiradi.
Ya’ni, bir modali optik tolalardan foydalanish optik tolaning o‘tkazish qobiliyatini oshiradi, lekin bu holda uzatuvchi qismda birmuncha qimmat bo‘lgan lazer diodlaridan foydalanish talab etiladi. 2.7-rasmda optik signallarning turli xil tolalar bo‘ylab tarqalish jarayoni tasvirlangan [1].

2.4-rasm. Bir modali optik tola sindirish ko‘rsatkichlarining radius bo‘yicha taqsimoti:

a) - pog‘onali sindirish ko‘rsatkichili bir modali standart SF optik tola;
b) - maxsus uch tishli - W ko‘rinishga ega sindirish ko‘rsatkichili, dispersiyasi nolga siljigan bir modali optik tola

Bir modali optik tolalar dispersiya qiymatlari bo‘yicha quyidagi turlarga bo‘linadi:

2. Standart tola - SF (Standart Fiber).
2. Siljigan dispersiyali tola - DSF (Dispersion-Shifted Fiber).
3. Nolga teng bo‘lmagan siljigan dispersiyali tola - NZDSF (Non-Zero Dispersion-Shifted Fiber).
DSF, NZDSF optik tola turlari maxsus profil ko‘rinishidagi W sindirish ko‘rsatkichlariga ega.

2.5-rasm. Turli xil optik tolalarda sindirish ko‘rsatkichlarining radius bo‘yicha taqsimoti va ularda yorug‘lik nurining tarqalish jarayoni:

a) - ko‘p modali, pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tola;
b) - ko‘p modali, gradient sindirish ko‘rsatkichli optik tola;
v) - bir modali, pog‘onali sindirish ko‘rsatkichli optik tola