2. 2 Kiến trỳc mạng cú cấu trỳc
3.3.2 Sợi đơn mode vă sợi đa mode
Khi õnh sõng truyền lan bớn trong lừi của một sợi quang phụ thuộc văo hệ số khỳc xạ của lừi (hệ số khỳc xạ lă hằng số hoặc thay đổi), cú thể cú cõc phđn bố trường điện từ khõc nhau qua mặt cắt của sợi. Mỗi một phđn bố thường thoả mờn phương trỡnh Maxwell vă cõc điều kiện biớn tại mặt phđn cõch lừi-vỏ được gọi lă một mode quang (Transverse mode). Cõc mode khõc nhau truyền lan dọc trớn sợi quang ở cõc vận tốc khõc nhau. Sợi quang cho phĩp lan truyền chỉ một mode duy nhất được gọi lă sợi quang đơn mode (single mode fiber). Sợi quang cho phĩp
Lớp vỏ bảo vệ
Hỡnh 3.8 Cấu tạo sợi quang
Vỏ
truyền lan nhiều mode đồng thời được gọi lă sợi quang đa mode (Multimode fiber).
Điều mấu chốt trong việc thiết kế, chế tạo sợi để truyền đơn mode lă đường kớnh lừi sợi phải nhỏ, xuất phõt từ mối quan hệ giữa bước súng cắt của sợi với đường kớnh lừi. Bước súng cắt λ c lă bước súng mă trớn sợi chỉ cú một mode được truyền vă được tớnh như sau:
λ c = (3.4)
Trong đú:
V = 2,405 đối với sợi cú chiết xuất bậc (SI fiber) a[à m]: lă bõn kớnh của lừi
Đồ õn tốt nghiệp 43 (a) (c) (b) n1 n2 2a 2a 2a n1 n1 n2 n2
Hỡnh 3.9 Mặt cắt vă cõc tia sõng truyền trong (a) sợi đa mode chiết xuất phđn bậc, (b) sợi đa mode chiết xuất Gradien vă (c) sợi đơn
n1 lă chiết xuất của lừi n1 lă chiết xuất của vỏ
Khi đương kớnh lừi của sợi đơn mode khụng lớn hơn nhiều so với bước súng thỡ sẽ cú một sự phđn chia cụng suất đõng kể ở lớp vỏ. Vỡ thế cần phải định nghĩa một tham số khõc được gọi lă đương kớnh trường mode (Mode Field Diameter). Một cõch trực giõc, đú chớnh lă độ rộng của trường mode. Đặc biệt, đường kớnh trường mode chớnh lă trung bỡnh bỡnh phương độ rộng của trường nếu phđn bố trương theo Gauss. Khi phđn bố trường khụng phải dạng Gauss thỡ cú nhiều cõch định nghĩa đường kớnh trường mode.