5. CÁC BƢỚC THỰC HIỆN
2.1.4.4Suy hao do uốn cong sợi
n: chỉ số chiết suất. k : hằng số Boltzman.
: hệ số nén đẳng nhiệt của vật liệu.
T : nhiệt độ hƣ cấu (là nhiệt độ mà tại đó tính bất ổn định về mật độ bị đông lại thành thủy tinh).
2.1.4.4 Suy hao do uốn cong sợi
Suy hao do uốn cong sợi là suy hao ngoài bản chất của sợi. Khi bất kỳ một sợi dẫn quang nào đó bị uốn cong có bán kính xác định thì sẽ có hiện tƣợng phát xạ ánh sáng ra ngoài vỏ sợi và nhƣ vậy ánh sáng lan truyền trong lõi sợi đã bị suy hao. Có hai loại uốn cong sợi:
Uốn cong vĩ mô: là uốn cong có bán kính uốn cong lớn tƣơng đƣơng hoặc lớn hơn đƣờng kính sợi.
T f B scat n k T 2 2 3 8 ) 1 ( 4 3 B T f
Uốn cong vi mô: là sợi bị cong nhỏ một cách ngẫu nhiên và thƣờng bị xảy ra trong lúc sợi đƣợc bọc thành cáp.
Hiện tƣợng uốn cong có thể thấy đƣợc khi góc tới lớn hơn góc tới hạn ở các vị trí sợi bị uốn cong. Đối với loại uốn cong vĩ mô (thƣờng gọi là uốn cong) thì hiện tƣợng suy hao này thấy rất rõ.
Đối với trƣờng hợp sợi bi uốn cong ít thì giá trị suy hao xảy ra là rất ít và khó có thể mà thấy đƣợc. Khi bán kính uốn cong giảm dần thì suy hao sẽ tăng theo quy luật hàm mũ cho tới khi bán kính đạt tới một giá trị tới hạn nào đó thì suy hao uốn cong thể hiện rất rõ. Nếu bán kính uốn cong này nhỏ hơn giá trị điểm ngƣỡng thì suy hao sẽ đột ngột tăng lên rất lớn.
Có thể giải thích các hiệu ứng suy hao uốn cong này bằng cách khảo sát phân bố điện trƣờng mode. Trƣờng mode lõi có đuôi mờ dần sang vỏ, giảm theo khoảng cách từ lõi tới vỏ theo quy tắc hàm mũ. Vì đuôi trƣờng này di chuyển cùng với trƣờng trong lõi nên một phần năng lƣợng của mode lan truyền sẽ đi vào vỏ. Khi sợi bị uốn cong, đuôi trƣờng ở phía xa tâm điểm uốn phải dịch chuyển nhanh hơn để duy trì trƣờng trong lõi còn đối với mode sợi bậc thấp nhất. Tại khoảng cách tới hạn từ tâm sợi, đuôi trƣờng phải dịch chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng để theo kịp trƣờng ở lõi (2.16).
Một phƣơng pháp để giảm thiểu suy hao do uốn cong là lồng lớp vỏ chịu áp suất bên ngoài sợi. Khi lực bên ngoài tác động vào, lớp vỏ sẽ bị biến dạng nhƣng sợi vẫn có thể duy trì ở trạng thái tƣơng đối thẳng nhƣ hình (2.17)
c x