Физические основы оптоэлектроники

Спектры потерь в световоде

ИЗМЕРЕНИЕ СПЕКТРОВ ПОТЕРЬ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВДАХ.
ИЗМЕРЕНИЕ СПЕКТРОВ ПРОПУСКАНИЯ ОБЪЕКТОВ.
При регистрации спектра у нас получается некоторая зависимость интенсивности сигнала от длины волны I(λ) (см. рис.4), которая зависит от спектра источника излучения L(λ), спектра пропускания проводящей среды K(λ), аппаратурной и аппаратной функций спектрального прибора M(λ), спектра пропускания исследуемого объекта S(λ), спектральной чувствительности и линейности фотоприемника и измерительной системы P(λ).
I(λ)=L(λ)•K(λ)•M(λ)•S(λ)•P(λ)
Общепринятая методика получения конкретно спектра пропускания исследуемого объекта это измерение опорного спектра пропускания (reference), без образца, а затем с образцом (sample). Отношение интенсивностей Is/Ir и будет спектром пропускания объекта при данных условиях падения лучей. Оптическая плотность это десятичный логарифм отношения интенсивности оптического сигнала до и после
объекта.
ИЗМЕРЕНИЕ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ ОБЪЕМНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
Несколько сложней обстоит дело при исследовании свойств материала, из которого изготовлен образец. Дело в том, что оптическая плотность образца определяется не только спектром поглощения материала, но и поверхностными эффектами, такими как Френелевское отражение и рассеяние на неоднород- ностях поверхности. Обойти эти эффекты можно, если приготовить два образца разной толщины из одного и того же материала. Измерив, спектры интенсивности прошедшего излучения (I1 и I2) и зная разницу толщин для этих образцов, можно рассчитать коэффициент (показатель) поглощения материала.
α(λ)=ln((I2/I1))/(l1-l2)
РЕАЛЬНЫЙ ХОД ЛУЧЕЙ.
Эти рассуждения хороши, если образцы строго плоскопараллельны и на них падает плоскопараллельный пучок излучения и образцы не вносят геометрических искажений в проходящее излучение, а только изменяют интенсивность по спектру. На практике образец устанавливается в область перетяжки между двумя собирающими системами и если толщины образцов меньше длины перетяжки, то искажения малы, в противном случае следует учитывать изменение геометрии пучков излучения.
ИЗМЕРЕНИЕ СПЕКТРОВ ПОТЕРЬ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ.
Как правило, под понятием «СПЕКТР ПОТЕРЬ В ВОЛОКОННОМ СВЕТОВОДЕ» подразумевают потери в сердцевинных модах при установившемся модовом распределении. Для корректного проведения измерения спектра потерь необходимо удалить оболочечные моды и установить равновесное распределение сердцевинных мод.
ВЫВЕДЕНИЕ ОБОЛОЧЕЧНЫХ МОД.
В современных кварцевых волокнах используется специальное покрытие, которое имеет показатель преломления больше, чем у оболочки. Так что в современных связных волокнах проблем с выведением оболочечных мод не возникает. На ранних стадиях развития волоконной оптики часто, в качестве иммерсии использовался глицерин – удобное, безвредное и часто даже полезное вещество. Для экзотических волоконных световодов, например, телуридных, телуритных, халькогенидных и на основе галогенидов серебра подыскать жидкую иммерсию, имеющую показатель преломления больший, чем у оболочки сложно, а часто и не возможно. Последнее время оболочечные моды в подобных световодах выводят погружая их в жидкий галлий. Это не иммерсирование волокна, это наведение поглощения в поверхностных слоях оболочки, но функцию свою выполняет достаточно хорошо, оболочечные моды удаляются.

Скачать файл