Теоретический анализ модового состава излучения в оптическом волокне с осесимметричным профилем показателя преломления
Автор: Былина Мария Сергеевна, Глаголев Сергей Федорович, Дашков Михаил Викторович, Дюбов Андрей Сергеевич, Хричков Валентин Александрович
Журнал: Инфокоммуникационные технологии @ikt-psuti
Рубрика: Технологии телекоммуникаций
Статья в выпуске: 2 т.15, 2017 года.
Бесплатный доступ
В работе предложена методика анализа модового состава видимого и ближнего инфракрасного излучения, распространяющегося по слабо направляющим оптическим волокнам круглого поперечного сечения с осесимметричным профилем показателя преломления. В основе методики лежит принцип представления реального слабо направляющего оптического волокна структурой из концентрических слоев, в которой каждый слой имеет постоянный показатель преломления и характеризуется своим радиусом. Приведены результаты моделирования для оптических волокон, соответствующих рекомендациям МСЭ-Т G.652 и G.657, для рабочих длин волн 650 и 850 нм. Определен модовый состав и основные параметры распространяющихся мод, а также приведены результаты расчетов хроматической дисперсии. Результаты работы могут быть использованы при проектировании локальных сетей, работающих в видимой и ближней инфракрасной областях, организации дополнительных оптических каналов в существующих сетях небольшой протяженности, разработке оптических рефлектометров для измерений на локальных сетях, а также на абонентских участках пассивных оптических сетей.
Оптическое волокно, одномодовое оптическое волокно, направляемая мода, скалярное волновое уравнение, хроматическая дисперсия
Короткий адрес: https://sciup.org/140191874
IDR: 140191874 | УДК: 621.3.095 | DOI: 10.18469/ikt.2017.15.2.03
Theoretical analysis of the mode structure in an optical fiber with axisymmetric refractive index profile
This paper presents a method to evaluate the modal structure of the optical fibers in visible and near-infrared wavelength range. Previously, we proposed the use these wavelength ranges for testing of short lines with optical time domain reflectometry technique. Here we focus on standard single-mode fibers which can be considered as weak coupling circular axisymmetric cross-section ones. Our approach to analysis is based on the representation of real optical fiber by an equivalent step profile or a combination of step profiles where each layer characterized by their local refractive index and radius. The numerical simulation was carried out for optical fibers ITU-T Rec. G.652 and G.657 fibers at wavelengths 650 nm and 850 nm. The electric field intensity distributions of lower-order guided modes and chromatic dispersion of fundamental mode are presented.
Список литературы Теоретический анализ модового состава излучения в оптическом волокне с осесимметричным профилем показателя преломления
- Глаголев С.Ф., Дюбов А.С., Рудницкий В.Б. и др. Рефлектометрия абонентских участков PON//Материалы МНК АПИНО-2016: Санкт-Петербург, март 2016. -С. 308-312.
- Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. -656 c.
- Taha Mohamed Barake. A Generalized Analysis of Multiple-Clad Optical Fibers with Arbitrary Step-Index Profiles and Applications//Thesis for the degree of Master of Science in Electrical Engineering, 1997.
- Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. Пер. с англ. М.: Мир, 1996. -323 с.
- Адамс А. Введение в теорию оптических волноводов. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. -512 c.
- Андреев В.А., Бурдин А.В., Кочановский Л.Н. и др. Направляющие системы электросвязи. Т.2. Проектирование строительство и техническая эксплуатация. М.: Горячая линия -Телеком, 2016. -424 с.
- Иванов А.Б. Волоконная оптика. Компоненты, системы передачи, измерения. М.: Syrus Systems, 1999. -671 с.
- Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАРарт, 2003. -288 с.
- Гауэр Дж. Оптические системы передачи. Пер с англ. М.: Радио и связь, 1989. -501 с.
- Листвин В.Н., Трещиков В.Н. DWDM системы. М.: ИД «Наука», 2013. -300 с.
