Лабораторная работа №1
Вариант №7, №8.
Прохождение оптических импульсов по одномодовым волоконным световодам.
Цель: Изучение процессов распространения оптических импульсов по одномодовым волоконным световодам (ВС) различных типов, методов измерения параметров ВС - затухания и дисперсии.
Теоретические сведения
В условие одномодовости входит длина волны источника излучения. Это означает, что один и тот же ВС может быть как одномодовым так и многомодовым в зависимости от рабочей длины волны.
Релеевское рассеяние света происходит на неоднородностях, которые имеются в аморфном кварцевом стекле. Под неоднородностью понимается локальное изменение показателя преломления вещества, размеры которого сравнимы с длиной волны.
Расчетная часть:
1.
Вар. |
Волоконный световод 1 (ВС1) |
Волоконный световод 2 (ВС2) |
|||||
Тип |
Длина L1, км |
Длительность входного импульса t01, пс |
Длительность входного импульса t02, пс |
Тип |
Длина L2, км |
Длительность входного импульса t03, пс |
|
7 |
SF без OH |
90 |
35 |
2000 |
-NZDSF |
90 |
35 |
8 |
SF без OH |
90 |
35 |
2000 |
SFобычное |
120 |
30 |
2. С помощью переключателя типа ВС выбираем тип ВС1. Выбераем ширину спектра излучения источника Δf = 10 ГГц. Для заданных длительностей входных оптических импульсов t01 и t02. Проводим измерения амплитуды P1 и ширины t1 входного оптического импульса. Результаты измерений занесли в табл. 2. Повторяем измерения для ВС2 и t03 для двух вариантов.
Исследуемый ВС |
Волоконный световод 1 |
Волоконный световод 2 |
|
Заданная длительность входного импульса, пс |
t01 = 35 |
t02 = 2000 |
t03 = 35 |
Измеренная длительность входного импульса t1, пс |
34 |
1989 |
35 |
Р мкВт |
999,711 |
999,117 |
999,976 |
Исследуемый ВС |
Волоконный световод 2 |
Заданная длительность входного импульса, пс |
t03 = 30 |
Измеренная длительность входного импульса t1, пс |
30 |
Р мкВт |
999,607 |
3. С помощью переключателя типа ВС выбираем тип ВС1. Устанавливаем длительность входного оптического импульса t01. Выбираем ширину спектра излучения источника Δf = 10 ГГц. Проводим измерения амплитуды P2 и ширины t2 выходных импульсов при различных длинах волн lисточника излучения (от 1250 до 1675 нм не менее 20 точек). Результаты занесли в табл. 3.
Повторяем измерения, установив длительность входного оптического импульса t02. Результаты занесли в табл. 3.
Повторяем измерения, выбрав тип ВС2 и установив длительность входного оптического импульса t03 для двух вариантов. Результаты занесли в табл. 3.
Тип ВС |
SF без ОН |
Длина ВС, км |
90 |
Длительность входного импульса, пс |
35 |
|||||||||
Длина волны λ, нм |
1250 |
1270 |
1290 |
1310 |
1330 |
1350 |
1370 |
1390 |
1410 |
1430 |
1450 |
1470 |
||
Мощность P2, мкВт |
0,354 |
0,673 |
1,127 |
1,817 |
2,362 |
2,534 |
2,151 |
1,857 |
2,26 |
2,238 |
2,103 |
1,944 |
||
Длительность импульса t2, пс |
42 |
38 |
35 |
35 |
35 |
40 |
45 |
52 |
60 |
67 |
77 |
91 |
||
Затухание a, дБ |
||||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
||||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
||||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
||||||||||||||
Тип ВС |
SF без ОН |
Длина ВС, км |
90 |
Длительность входного импульса, пс |
35 |
||||||||
Длина волны λ, нм |
1490 |
1510 |
1530 |
1550 |
1570 |
1590 |
1610 |
1630 |
1650 |
1670 |
|||
Мощность P2, мкВт |
1,767 |
1,58 |
1,382 |
1,173 |
0,955 |
0,735 |
0,52 |
0,325 |
0,166 |
0,062 |
|||
Длительность импульса t2, пс |
97 |
107 |
120 |
121 |
142 |
153 |
163 |
181 |
188 |
199 |
|||
Затухание a, дБ |
|||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
|||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
|||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
|||||||||||||
Тип ВС |
SF без ОН |
Длина ВС, км |
90 |
Длительность входного импульса, пс |
2000 |
|||||||||
Длина волны λ, нм |
1250 |
1270 |
1290 |
1310 |
1330 |
1350 |
1370 |
1390 |
1410 |
1430 |
1450 |
1470 |
||
Мощность P2, мкВт |
0,578 |
0,866 |
1,208 |
1,818 |
2,539 |
3,297 |
3,637 |
4,175 |
6,74 |
8,735 |
10 |
10 |
||
Длительность импульса t2, пс |
1997 |
2036 |
1993 |
1979 |
1994 |
1979 |
2011 |
1995 |
1974 |
1984 |
2005 |
1974 |
||
Затухание a, дБ |
||||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
||||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
||||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
||||||||||||||
Тип ВС |
SF без ОН |
Длина ВС, км |
90 |
Длительность входного импульса, пс |
2000 |
|||||||
Длина волны λ, нм |
1490 |
1510 |
1530 |
1550 |
1570 |
1590 |
1610 |
1630 |
1650 |
1670 |
||
Мощность P2, мкВт |
13,922 |
15,229 |
16,078 |
16,28 |
15,657 |
14,082 |
11,555 |
8,309 |
4,882 |
2,063 |
||
Длительность импульса t2, пс |
1981 |
1980 |
1983 |
1960 |
1987 |
1972 |
1981 |
1974 |
2028 |
2065 |
||
Затухание a, дБ |
||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
||||||||||||
Тип ВС |
-NZDSF |
Длина ВС, км |
90 |
Длительность входного импульса, пс |
35 |
|||||||||
Длина волны λ, нм |
1250 |
1270 |
1290 |
1310 |
1330 |
1350 |
1370 |
1390 |
1410 |
1430 |
1450 |
1470 |
||
Мощность P2, мкВт |
0,036 |
0,047 |
0,041 |
0,106 |
0,171 |
0,175 |
0,045 |
0,021 |
0,299 |
1 |
1 |
2,837 |
||
Длительность импульса t2, пс |
122 |
122 |
79 |
110 |
110 |
105 |
101 |
89 |
93 |
78 |
70 |
73 |
||
Затухание a, дБ |
||||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
||||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
||||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
||||||||||||||
Тип ВС |
-NZDSF |
Длина ВС, км |
90 |
Длительность входного импульса, пс |
35 |
|||||||
Длина волны λ, нм |
1490 |
1510 |
1530 |
1550 |
1570 |
1590 |
1610 |
1630 |
1650 |
1670 |
||
Мощность P2, мкВт |
3 |
3 |
7,896 |
10 |
10 |
10 |
10 |
6,75 |
3,05 |
0,93 |
||
Длительность импульса t2, пс |
59 |
56 |
53 |
45 |
40 |
34 |
34 |
37 |
42 |
50 |
||
Затухание a, дБ |
||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
||||||||||||
Тип ВС |
SFобычное |
Длина ВС, км |
120 |
Длительность входного импульса, пс |
30 |
|||||||||
Длина волны λ, нм |
1250 |
1270 |
1290 |
1310 |
1330 |
1350 |
1370 |
1390 |
1410 |
1430 |
1450 |
1470 |
||
Мощность P2, мкВт |
0,015 |
0,029 |
0,029 |
0,122 |
0,174 |
0,105 |
0,009 |
0,002 |
0,062 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
||
Длительность импульса t2, пс |
46 |
42 |
33 |
29 |
31 |
39 |
47 |
60 |
72 |
82 |
97 |
110 |
||
Затухание a, дБ |
||||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
||||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
||||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
||||||||||||||
Тип ВС |
SFобычное |
Длина ВС, км |
120 |
Длительность входного импульса, пс |
30 |
|||||||
Длина волны λ, нм |
1490 |
1510 |
1530 |
1550 |
1570 |
1590 |
1610 |
1630 |
1650 |
1670 |
||
Мощность P2, мкВт |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,098 |
0,073 |
0,048 |
0,027 |
0,011 |
0,003 |
||
Длительность импульса t2, пс |
123 |
139 |
155 |
166 |
182 |
197 |
215 |
232 |
239 |
267 |
||
Затухание a, дБ |
||||||||||||
Уширение импульса Δt, пс |
||||||||||||
Коэффициент затухания α, дБ/км |
||||||||||||
Хроматическая дисперсия Dhr, пс/(нм км) |
||||||||||||
4. По данным табл. 2 и 3 провели расчеты:
· затухания а
· коэффициента затухания a
· уширения оптического импульса Dt
· и хроматической дисперсии Dhr , считая, что полная ширина спектра сигнала равна ширине спектра источника излучения.
5. Построить графики зависимости коэффициента затухания a и хроматической дисперсии Dhrот длины волны l для заданных длительностей входных импульсов и типов ВС. Дать объяснения полученным результатам.
6. Для СВ2 на двух длинах волн 1310 и 1550 нм провести измерения
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.