1. Получить у преподавателя номер варианта. По таблице 2.1 выберите тип исследуемого ОВ, его длину, длительность импульса, длину волны и ширину спектра излучения источника.
Таблица 2.1.
| Вар. | Длины волн λ, нм | Ширина спектра Δλ, нм | Длит. импульса tu, нс | Тип ОВ | Длина ОВ l1, км |
| 1410 - 1490 | 0.3 | 0.1 | SF (G652) | ||
| 1430 - 1510 | 1.0 | 0.3 | SF (G652D) | ||
| 1450 - 1530 | 3.0 | 1.0 | DSF (G653) | ||
| 1470 - 1550 | 0.3 | 3.0 | SF (G652) | ||
| 1490 - 1570 | 1.0 | 0.1 | SF (G652D) | ||
| 1510 -1590 | 3.0 | 0.3 | DSF (G653) | ||
| 1410 - 1490 | 0.3 | 1.0 | SF (G652) | ||
| 1430 - 1510 | 1.0 | 3.0 | SF (G652D) | ||
| 1450 - 1530 | 3.0 | 0.1 | DSF (G653) | ||
| 1470 - 1550 | 0.3 | 0.3 | SF (G652) | ||
| 1490 - 1570 | 1.0 | 1.0 | SF (G652D) | ||
| 1510 -1590 | 3.0 | 3.0 | DSF (G653) | ||
| 1410 - 1490 | 0.3 | 0.3 | SF (G652) | ||
| 1430 - 1510 | 1.0 | 1.0 | SF (G652D) | ||
| 1450 - 1530 | 3.0 | 0.3 | SF (G652D) | ||
| 1470 - 1550 | 0.3 | 1.0 | DSF (G653) | ||
| 1490 - 1570 | 1.0 | 3.0 | SF (G652) | ||
| 1510 -1590 | 3.0 | 0.1 | SF (G652D) | ||
| 1410 - 1490 | 0.3 | 0.3 | DSF (G653) | ||
| 1430 - 1510 | 1.0 | 1.0 | SF (G652) |
2. Измерьте затухание и расширение входного импульса в исследуемом ОВ при заданных параметрах источников излучения. Занесите результаты измерений и расчетов в таблицу 2.2.
3. Измерьте на тех же длинах волн и при тех же параметрах источника излучения коэффициент затухания и хроматическую дисперсию ОВ для компенсации дисперсии DCF. Длину ОВ DCF можно выбрать примерно в 5 раз меньшую, чем длина исследуемого ОВ. Занесите результаты измерений и расчетов в таблицу 2.2.
Таблица 2.2
| Длина волны λ, нм | ||||||
| Тип ОВ _____ Ширина спектра Δλ= __ нм. Длит. импульса tu =___ нс. Длина ОВ l1 =___ км. | ||||||
| Затухание а1, дБ | ||||||
| Расширение Δt1, нс | ||||||
| Коэфф. затухания α1, дБ/км | ||||||
| Дисперсия D1, нс/км | ||||||
| Тип ОВ DCF | Длина ОВ DCF l2 = ____ км. | |||||
| Затухание а2,, дБ | ||||||
| Расширение Δt2, нс | ||||||
| Коэфф. затухания α2, дБ/км | ||||||
| Дисперсия D2, нс/км |
4. Рассчитайте длину l20 компенсирующего ОВ, которая позволяет полностью скомпенсировать хроматическую дисперсию в основном ОВ на средней длине волны источника. Это возможно только в том случае, когда дисперсия в основном ОВ положительна, а в компенсирующем ОВ длиной l2 отрицательна
l20= D1 l1/D2
5. Проведите эксперимент по определению общей дисперсии в двух последовательно соединенных ОВ (основного длиной l1 и компенсирующего длиной l2) на трех длинах волн. Полученное в пункте 4 значение l20 можно принять за некоторое среднее значение и провести измерения уширения импульса и затухания при различных значениях l2, как меньших, так и больших расчетной длины ОВ, например на 10 и 20%. Занесите результаты измерений и расчетов в таблицу 2.3.
Таблица 2.3.
| Длина волны λ, нм | |||||||||||||||
| Длина комп. ОВ, км | |||||||||||||||
| Затухание а1, дБ | |||||||||||||||
| Расширение Δt1, нс | |||||||||||||||
| Коэфф. затухания α1, дБ/км | |||||||||||||||
| Дисперсия D1, нс/км |
6. С помощью компенсирующего ОВ можно теоретически полностью компенсировать хроматическую дисперсию в основном ОВ. Однако при этом возрастает общее затухание. Для оптимизации волоконно-оптического линейного тракта можно допустить некоторый остаточный уровень хроматической дисперсии. Например, можно задаться допустимым расширением импульса в 1.25 или в 1.5 раза. Это позволит уменьшить общее затухание в линейном тракте с компенсацией дисперсии. Для выбора оптимальной длины компенсирующего ОВ постройте семейство графиков Δt/tu (l2) для трех длин волн λ. Проведите горизонтальные линии на уровне 0.25 или 0.5 и найдите оптимальную длину компенсирующего ОВ l2opt для средней длины волны.
7. Постройте графики зависимости относительного расширения Δt/tu изатухания а от (λ). Проанализируйте полученные результаты.
Содержание отчета
1. Таблица 2.2 (по пункту 2) с результатами измерений и расчетов.
2. Результаты расчета по пункту 4.
3. Таблица 2.3 (по пункту 5) с результатами измерений и расчетов.
4. Графики зависимостей Δt/tu (l2) по пункту 6.
5. Графики зависимостей Δt/tu и а от (λ) по пункту 7.
6. Выводы.
Контрольные вопросы
1. Хроматическая дисперсия и затухание в стандартном ОВ. Зависимость от частоты.
2. Хроматическая дисперсия и затухание в ОВ со смещенной дисперсией. Зависимость от частоты.
3. Хроматическая дисперсия и затухание в ОВ с ненулевой смещенной дисперсией. Зависимость от частоты.
4. Хроматическая дисперсия и затухание в ОВ для компенсации хроматической дисперсии. Зависимость от частоты.
5. Расчет расширения импульса за счет хроматической дисперсии.
6. Увеличение затухания оптических импульсов за счет хроматической дисперсии.
7. В чем суть оптимальной компенсации хроматической дисперсии.
8. Материальная и волноводная дисперсия. Способы управления хроматической дисперсией.
[1] Энергия световой волны может расходоваться и на другие процессы – фотолюминисценцию (вторичное излучение в другом диапазоне частот), ионизацию атомов вещества и др.