1. Đo tr−ờng xa: (Đo khẩu độ số NA)
Khẩu độ số NA đóng vai trò rất quan trọng trong khi đo l−ờng sợi quang. Ngoài ra khi hàn nối hai sợi lại với nhau hoặc ghép hai sợi lại qua khớp nối (connector) thì yêu cầu NA ở hai đầu sợi phải bằng nhau hoặc tr−ờng hợp nối sợi quang vào nguồn quang, sợi quang vào tách sóng quang cũng phải l−u ý đến khẩu độ số NA, nhất là đối với sợi đa mode. Do đó cần phải đo khẩu độ số NA.
Sơ đồ bố trí dụng cụ đo khẩu độ số NA nh− hình 3.1
Hình 3.1: Đo tr−ờng xa
Theo hình 3.1a, sợi quang cần đo sẽ đ−ợc cung cấp công suất quang trên toàn bộ mặt cắt ngang ở đầu sợi và với góc mở lớn hơn góc mở dự toán. ở đầu và cuối sợi có hai bộ lọc mode để khử cladding - mode. Trong quá trình đo, diode thu quang có thể dịch chuyển quang đầu ra của sợi quang, nhờ đó có thể đo đ−ợc công suất quang đầu ra phụ thuộc vào góc mở. Ng−ời ta đề nghị NA lấy tại góc t−ơng ứng với tr−ờng hợp công suất ánh sáng đo đ−ợc giảm đi còn 5% giá trị lớn nhất. Một số máy đo hiện đại sẽ tự động tính toán khẩu độ số NA và cho toàn bộ đ−ờng bao biến thiên của tr−ờng xa (Hình 3.1b).
2. Đo tr−ờng gần (nhận dạng phân bố chiết suất)
Hình 3.2: Đo tr−ờng gần
Khi cho các tia của một nguồn bức xạ vào sợi quang, nếu tất cả các mode truyền dẫn đều đ−ợc phép vào sợi thì ng−ời ta thấy rằng kết quả đo sự biến thiên của tr−ờng gần thể hiện đúng sự biến thiên của đ−ờng bao chiết suất bên trong ruột sợi quang. Do đó đo tr−ờng gần có thể biết đ−ợc sự biến thiên của chiết suất trong ruột sợi.
Đo tr−ờng gần là đo sự phân bố c−ờng độ của ánh sáng ra từ sợi phụ thuộc vào khoảng cách từ tâm sợi, tức là theo tọa độ bán kính (r) của hệ tọa độ trụ. Trên hình 3.2 là sơ đồ bố trí đo và sự phân bố của tr−ờng theo ph−ơng bán kính.
Sơ đồ tổ chức đo t−ơng tự đo tr−ờng xa. Nh−ng vì vùng bức xạ ánh sáng ra rất nhỏ, nên không thể đo trực tiếp tr−ờng gần. Mà ng−ời ta phải dùng một kính phóng đại để phóng đại tr−ờng lên M lần (M = 40 ữ 100). Do đó nhận đ−ợc ảnh h−ởng của tr−ờng ra từ ruột sợi lớn hơn.
IV. đo b−ớc sóng cắt:
1. Đo b−ớc sóng cắt λc trên đoạn sợi ch−a bọc cáp:
Sau các cuộc th−ơng l−ợng quan trọng trong các nhóm tiêu chuẩn, chiều dài mẫu của đoạn sợi đo b−ớc sóng cắt là L = 2m (t−ơng đ−ơng với chiều dài chuẩn trong ph−ơng pháp đo suy hao). Bán kính uốn cong là R = 140mm, và có thể áp dụng theo hai cách. Nh− trong FOTP - 80, trình bày cấu hình một vòng đơn (single - turn) trong khi đó cấu hình split - mandrel thì thuận tiện trong việc điều khiển sợi.
Hình 4.1: Cấu hình đo thử để xác định b−ớc sóng cắt của đoạn sợi ch−a bọc cáp
Đầu tiên, phổ công suất phát Ps (λ) qua đoạn sợi mẫu quanh b−ớc sóng cắt −ớc l−ợng đ−ợc đo. Sau đó, chọn một trong hai ph−ơng pháp sau:
a. Ph−ơng pháp bend - reference:
Một đoạn sợi đ−ợc uốn cong với bán kính là 30mm hoặc nhỏ hơn để triệt mode thứ cấp (secondary mode). Công suất t−ơng ứng đ−ợc đo lúc này là Pb (λ). Suy hao uốn cong đ−ợc tính theo công thức:
( ) ( ) 10 log ( ) b b b P A P λ λ λ = (4.1)
Nh− trong hình 4.2 b−ớc sóng dài nhất mà tại đó suy hao bằng 0,1dB chính là b−ớc sóng cắt λc cần xác định.
Hình 4.2: Phổ Cut-off cho ph−ơng pháp bend-reference b) Ph−ơng pháp multimode - reference:
Sợi đơn mode đ−ợc thay thế bằng một đoạn sợi đa mode dài vài mét (phải đảm bảo cách bố trí này không bị vi phạm). Sau đó tiến hành đo công suất Pm (λ) và suy hao t−ơng đối đ−ợc tính theo công thức:
( ) ( ) 10 log ( ) s m m P A P λ λ λ = (4.2)
Nh− trong hình 4.3. Phần b−ớc sóng dài nhất của đ−ờng cong đ−ợc làm gần đúng nh− một đ−ờng thẳng và b−ớc sóng ở 0,1dB suy hao chính là b−ớc sóng cắt λc.
Một nghiên cứu tin cậy xác định rằng hai ph−ơng pháp nay cho các kết quả giống nhau.
Hình 4.3: Phổ Cut-off cho ph−ơng pháp multimode – reference
2. Đo b−ớc sóng cắt λcc trên đoạn sợi đ bọc cáp:
Khi so sánh với các ph−ơng pháp đe đ−ợc thực hiện tr−ớc đây, ng−ời ta thấy rằng b−ớc sóng cắt của đoạn sợi đơn mode đe bọc cáp sẽ nhỏ hơn. Rõ ràng, giá trị λ- cc phụ thuộc vào bản chất của sợi quang, cáp và cách bố trí dụng cụ đo. Thủ tục FOTP - 170 cũng gần t−ơng tự nh− FOTP - 80.
Hình 4.4a trình bày cơ bản một đoạn cáp thẳng dài 22m và 1m sợi đe bọc vỏ cáp tại mỗi đầu. Một vòng có đ−ờng kính 76mm đ−ợc quấn tại mỗi đầu để mô phỏng các ảnh h−ởng của mối hàn. Cách bố trí này có dụng ý để mô phỏng một chiều dài sửa chữa cáp, một tình huống sẽ đ−a đến kết quả trong giá trị b−ớc sóng cắt thực tế cao nhất. Th−ờng có một quan hệ tuyến tính giữa λc và λcc, nh−ng kết quả này không tính ra ngay đ−ợc.
Hình 4.4b trình bày một cách bố trí linh hoạt để tránh việc sử dụng cáp. Cách bố trí nh− vậy có −u điểm cho ng−ời chế tạo và ng−ời sử dụng cáp. Sử dụng một đoạn sợi dài 22m không bọc cáp với đ−ờng kính quấn tròn tối thiểu là 280mm để mô phỏng một cách bảo thủ các ảnh h−ởng do cáp; các vòng ở đầu cũng đ−ợc thực hiện t−ơng tự nh− hình 4.4a. Các giá trị b−ớc sóng cắt đo đ−ợc, một cách tổng quát, khoog nhỏ hơn các giá trị đo đ−ợc bằng cách bố trí hình 4.4a.
Hình 4.4. Xác định b−ớc sóng cắt của đoạn sợi đã bọc cáp: (a) dạng đã bọc cáp
(b) dạng ch−a bọc cáp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});