IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Широкое применение в волоконно-оптических системах передачи (ВОСП) находят различные устройства, использующие анизотропные компоненты. К таким устройствам можно отнести модуляторы света, поляроиды, призмы и другие. В ВОСП могут также использоваться оптические волокна (ОВ), обладающие анизотропными свойствами. Некоторые кристаллы, например, на основе ниобата лития, турмалина, герапатита обладают естественной анизотропией. Что же касается создания искусственной анизотропии в оптических средах, то она может быть получена двумя путями, один из которых – это использование воздействия на среду внешнего электрического поля, под воздействием которого молекулы среды ориентируются определенным образом. Второй путь создания анизотропных оптических волокон – это воздействие механическими нагрузками на ОВ, в результате чего возникают механические напряжения во внутренней структуре среды, называемые фотоупругостью.

Фотоупругими свойствами ОВ обладают в случае изгиба их по пространственной спирали в охлажденном состоянии (при комнатной температуре), что является естественной формой укладкиОВ в сердечнике оптического кабеля (ОК).

Целью работы является исследование влияния фотоупругости на поляризационно - модовую дисперсию в оптических волокнах.

Поляризационная модовая дисперсия (ПМД) - это дисперсия света, распространяющегося в волокне, которая возникает вследствие явления двойного лучепреломления в материале и вызвана разделением излучения на ортогонально поляризованные моды, которые распространяются по ОВ с различной скоростью. Данная дисперсия является причиной задержки между двумя основными состояниями поляризации.

Главной физической причиной возникновения ПМД является некруглость сердцевины одномодового волокна, возникающая в процессе изготовления или эксплуатации волокна. В идеальном изотропном волокне, в котором отсутствуют неоднородности по геометрии, две моды распространялись бы с одной и той же скоростью и в результате прохождения такой среды длительность результирующего импульса оставалась бы такой же, что и на входе в волокно. Однако на практике волокна имеют не идеальную геометрию. В волокне с анизотропным профилем появляется два различных показателя преломления, соответствующих двум определенным перпендикулярным линейным поляризациям. Это приводит к разным групповым скоростям распространения сигналов или мод с такими поляризациями и появлению задержки приходящих сигналов на приемной стороне. [1]

Рисунок 1- Появление дифференциальной групповой задержки

между модами двух состояний поляризации

В длинном волокне среднее значение разности групповых запаздываний увеличивается не пропорционально длине волокна, а прямо пропорционально квадратному корню из длины волокна.

где D- коэффициент ПМД волокна (пс/км^1/2);

L - протяженность оптической линии связи (км).

ПМД - это серьезная проблема, которая может ограничить дальность и скорость передачи данных в одномодовой волоконно-оптической системе связи. [2]

В настоящее время известен ряд методов компенсации поляризационной дисперсии, которые могут быть разделены на две основные категории:

1.электрические методы;

2.оптические методы, реализуемые на базе различных схем компенсаторов, которые включаются непосредственно в оптической области линейного тракта систем передачи. [3]

Известны также полностью оптические устройства, которые могут быть использованы для компенсации поляризационной дисперсии: компенсатор на основе кристаллов ниобата лития, скрученные однополяризационные волокна, оптические фазовые фильтры, волоконные Брегговские решетки. [4]

Оптический компенсатор ПМД

Рисунок 2. - КП (контроллер поляризации) и поляризатор

ВОЛС – волоконно-оптическая линия связи;

Tx – Источник;

Rx – Приемник;

PC – Контроллер поляризации;

∆T – Задержка.

1. Гладышевский М.А. Чем опасна поляризационная модовая дисперсия? / М.А. Гладышевский, Д.Д. Щербаткин // LIGHTWAVE russian edition. – 2004. - № 4. – С.33-34.

2. Андрэ Жирар. Руководство по технологии и тестированию систем WDM. / Пер. с англ. под ред. А.М. Бродниковского, Р.Р. Убайдуллаева, А.В. Шмалько. – М.: EXFO, 2001. – 264 с.

3. Микилев А.И. Поляризационная модовая дисперсия. / А.И. Микилёв // LIGHTWAVE russian edition. – 2008. - № 2. – с.21-22.

4. Багачук Д.Г.Компенсатор поляризационной модовой дисперсии на основе спирально изогнутого одномодового волокна./ Д.Г. Багачук // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2013. - № 5. – с.8-12.

Код для цитирования: Скопировать