Стр. 1 Лазеры в технике связи 1

1.4.3 Волоконные волноводы


Волоконный волновод является вариантом диэлектрического стержневого волновода.
В волноводах большого диаметра (10+100 мк) условия распространения волн аналогичны условиям в отражающей трубе, за исключением того, что волокно может быть изогнуто на небольшой угол без существенного увеличения потерь. Распространение волн идет почти целиком внутри волокна, и затухание передаваемого сигнала определяется потерями в диэлектрике волокна. Такие многомодовые волоконные волноводы используются уже давно, но в связи со сравнительно большими потерями их применение ограничивается только короткими трактами передачи.
В волноводах малого диаметра (менее 0,1 мк) большая часть энергии идет снаружи волокна в виде поверхностной волны. В связи с этим затухание волн невелико. Потери в этих одномодовых волноводах могли бы быть меньше 10 дб/км, но здесь возникают трудности их закрепления на большом протяжении. Малая величина потерь может быть реализована только в том случае, если поверхность волокна не имеет изъянов и точек соприкосновения с другими предметами. Для получения хорошего состояния поверхности стекло полируют па пламени. Волокно крепится методом плакировки, т. е. нанесением поверхности слоя, причем коэффициент преломления этого слоя должен быть меньше, чем самого волокна. Поверхностная волна, распространяясь в таком плакирующем, слое (толщиной в десятые доли микрона), уже не возмущается поддерживающими линию деталями.

1.4.4 Газовые волноводы

В волноводах второго класса нет необходимости делать резкую границу между диэлектриком и свободным пространством. В этом случае можно применить плавное уменьшение величины диэлектрической проницаемости в поперечном сечении волновода. Такие волноводы можно получить, например, воздействием силовых полей с цилиндрической симметрией на трубку, например из двуокиси углерода. Очевидно, такие трубки могут служить эффективным оптическим волноводом.
Основное преимущество газовых волноводов заключается в малом затухании, так как потери в таких газах ничтожны. Однако из-за малости коэффициента преломления эти волноводы не так эффективны при наличии изгибов, как волоконные.