多模梯度折射率塑料光纖帶寬的分析
多模梯度折射率塑料光纖(GI-POF)是POF鉆研領域近十年來的新停頓它較之傳統的多模階躍折射率塑料光纖(SI-POF)領有更優越的性質,尤其在帶寬方面進步了1~2個數量級,PM-MA多模GI-POF帶寬可達3GHz.100m,氟化物多模GI-POF帶寬高達10GHz.100m以上2,因而鉆研多模GI-POF帶寬性質對塑料光纖的產品開發有很好的領導作用。本文聯合WKB法就影響多模GI-POF帶寬性質的各種因素停止了剖析,給出了較佳折射率指數g的范圍,剖析了實測帶度高于實踐帶度的起因1色散與帶寬一個光脈沖在光纖中傳輸,由于受到光纖材料的色散特性、光纖折射率散布、光纖中的形式散布、光源的波長和光譜寬度等因素的影響,使脈沖產生延遲畸變,脈沖波形發作展寬。色散的大小直接關系到光纖的帶寬。影響多模GI-POF帶寬的因素有模間色散材料色散波導色散、剖面色散、微分形式衰減等。材料色散和波導色散都與光源的譜寬成正比,所以又總稱為模內色散(波長色散或頻率色散)材料色散是由光纖材料的折射率隨入射光波長變遷而產生的,由材料的折射率光譜寬度及波長獨特決定,即的二次導數。
梯度折射率光纖的折射率呈冪函數散布n1為纖芯中心的折射率,m2為包層折射率。可由Sellmeier色散關系3得到n1和n2與波長的關系河北省科技專項資金贊助項目散。梯度折射率光纖最佳折射率散布為2.gpt=2-2niPINi- gopt稱為最佳折射率指數;P稱為剖面色散(profiledispersion),其大小取決于相對折射率差A與波長X的關系。
模色散包括模間色散和模內色散。由模間色散和模內色散引起的脈沖展寬決定了光纖的-3dB帶寬為f為脈沖的均方根寬度,表示為(9)模間色散是由于光脈沖傳輸的各形式以不同的群速度在多模光纖中停止,不同的形式抵達光纖終端時在工夫上產生一定間隔,使脈沖展寬。模間脈沖展寬定義為由WKB法剖析可得導模傳播常量U的本征方程輸,最高階模比最低階模的損耗增加了17dB.考慮微分形式衰減后帶寬特性和脈沖輸出波形的計算結果與丈量結果完全相符,這闡明微分形式衰減是招致GI-POF帶寬增加的主要起因。
3結論本文通過對多模GI-POF色散與帶寬的實踐剖析及數值模擬,詳細闡明多模GI-POF能夠在較寬的折射率指數范圍內抵達實際須要的帶寬。
通過選用窄線寬光源和適當的芯、包層材料以及采納合理的工藝能夠取得較高的帶寬。