Das Grundprinzip von Glasfaserkabeln
Die Lichtwellenleiter-Übertragung basiert auf dem Prinzip der Totalreflexion des verfügbaren Lichts an der Grenzfläche zweier Medien. Für Mutantenfasern ist n1 der Brechungsindex des Kernmediums, n2 ist der Brechungsindex des Umhüllungsmediums, n1 ist größer als n2, der Einfallswinkel, wenn das in den Kern eintretende Licht die Grenzfläche zwischen dem Kern und der Umhüllung erreicht (bezeichnet als als Kern - Mantel-Grenzfläche) Wenn er größer als der Grenzwinkel θc der Totalreflexion ist, kann Totalreflexion auftreten, ohne dass Lichtenergie durch den Kern geht, und das einfallende Licht kann an der Grenzfläche durch zahlreiche nach vorne übertragen werden Totalreflexionen. Original
Wenn die Faser gebogen wird, wird die Grenzflächennormale gedreht und der Einfallswinkel ist klein, so dass der Einfallswinkel eines Teils des Lichts kleiner als θc wird und nicht vollständig reflektiert werden kann. Diese Strahlen mit einem größeren Einfallswinkel können jedoch immer noch totalreflektiert werden, so dass das Licht immer noch übertragen werden kann, wenn die Faser gebogen wird, aber es wird Energieverlust verursachen. Im Allgemeinen kann der Verlust vernachlässigt werden, wenn der Biegeradius größer als 50-100 mm ist. Kleine Biegungen verursachen schwere "Mikrobiegungsverluste".
Die Leute verwenden oft die elektromagnetische Wellentheorie, um den Mechanismus der Glasfaserübertragung weiter zu untersuchen und die Wellengleichung durch die Randbedingungen des Glasfaser-Mediumwellenleiters zu lösen. Licht, das sich in einer optischen Faser ausbreitet, enthält viele Moden, von denen jede eine elektromagnetische Feldverteilung darstellt und einem bestimmten Strahl entspricht, der in der geometrischen Optik beschrieben wird. Die in der Faser vorhandenen Leitungsmoden hängen von dem normierten Frequenz-ν-Wert der Faser ab
wobei NA die numerische Apertur ist, die sich auf den Brechungsindex des Kern- und Mantelmediums bezieht. ɑ ist der Kernradius und λ ist die Wellenlänge des durchgelassenen Lichts. Wenn die Faser gebogen wird, tritt eine Modenkopplung auf, und ein Teil der Energie wird von der Leitungsmode auf die Strahlungsmode übertragen, die zur Außenseite des Kerns übertragen wird und verloren geht.
Leistung: Die Hauptparameter von Glasfasern sind Dämpfung, Bandbreite usw.
