MERITEV SLABLJENJA OPTIČNEGA VLAKNA

MERITEV SLABLJENJA OPTIČNEGA VLAKNA

UVOD:

Od kar je človeštvo odkrilo optično vlakno, se neprestano trudimo zmanjšati slabljenje svetlobe, ki ga vlakno povzroči. Eden največjih razlogov zakaj pride do slabljenja je Rayleighovo sipanje. Rayleighovo sipanje razprši svetlobo in povzroča, da je del izhaja iz vlakna. Manjša kot je valovna dolžina manjše je sipanje. Problem pa se pojavi, ker se pri večjih valovnih dolžinah svetloba začenja vpijati v steklo in spreminjati v toploto. Minimalno slabljenje lahko dosežemo na 1550nm kar je tudi razlog za najširšo uporabo tretjega spektralnega okna. 

Tretji problem je absorpcija ionov (OH), ki se pojavljajo v steklu. Danes je sicer tehnološko že mogoče izdelati vlakno brez ionov kot so npr. OH ioni. 

Za ugotavljanje slabljenja  smo pri različnih valovnih dolžinah opravili reflektometrske meritve. Opravili smo jih na tri različne načine. S Optičnim multimetrom, OSA-jem(optični spektralni analizator)  in OTDR-jem (Optical Time‐Domain Reflectometer). 
Skica Optičnega multimetra:

Skica OSA-ja:

Skica OTDR-ja:

NAVODILA VAJE:

V vaji najprej izmerimo slabljenje enorodovnega optičnega vlakna s pomočjo »optičnega multimetra« v vseh treh spektralnih oknih (pri valovnih dolžinah 900 nm, 1300 nm in 1550 nm). Glede na to, da je dolžino merjenca poznana, dobljene merilne rezultate pretvorimo iz dB na dolžinsko enoto slabljenja dB/km. Nato meritev slabljenja ponovimo z OTDR, kjer iz strmine krivulje med začetkom in koncem vlakna določimo slabljenje na enoto dolžine. Končno izmerimo slabljenje še s pomočjo optičnega spektralnega analizatorja in širokospektralnega vira svetlobe. 

MERITVE ,IZRAČUNI in ODGOVORI:

Slabljenje optičnega vlakna ni enako pri vseh valovnih dolžinah, ker je Rayleighovo sipanje odvisno od valovne dolžine izbrane svetlobe, drugačno Rayleighovo sipanje pa pomeni drugačno slabljenje. 

Slabljenje smo izmerili na 3 načine:

Način 1: Optični multimeter

Način 2: OTDR (Optical Time‐Domain Reflectometer)



Glavna prednost meritve slabljenja optičnega vlakna s OTDR merilnikom je, da ne potrebujemo oddajnika na koncu optičnega vlakna. Slabost OSA pa je prav v tem, da moramo imeti za izvajanje meritve oba konca optičnega vlakna na enem mestu. 

Način 3: OSA (optični spektralni analizator)

Slabljenje, ki smo ga izračunali s pomočjo OSA. 
0,66 dB/km pri 1310 nm ter 0,42 dB/km pri 1550 nm. 

KOMENTAR:

Z meritvami, opravljenimi na vse tri načine, smo potrdili, da minimalno slabljenje dosežemo pri 1550nm. 

Razlike pri različnih načinih merjenja so posledica različne sestave meril. Predvsem igra pomembno vlogo število konektorjev, ki jih potrebujemo za izvedbo posameznega načina.