CÁP QUANG
2.1- Mục đớch và yờu cầu
Trong kỹ thuật thụng tin núi chung, thụng tin quang núi riờng vấn đề đo lường để đo lường và xỏc định cỏc thụng số đó được nghiờn cứu cũng như cỏc thụng số phục vụ cho việc nghiệm thu cỏc cụng trỡnh thụng tin mới được xõy dựng. Trước khi được đưa vào khai thỏc và cỏc hệ thống thụng tin đang được khai thỏc cú cũn đảm bảo chất lượng theo cỏc chỉ tiờu đó được quy định là việc rất quan trọng. Cỏc đại lượng cần đo thử là cụng suất, độ rộng băng tần truyền dẫn, tỉ số lỗi bit … ta cú thể tỏch ra hai loại đo thứ như sau.
* Đo thử ỏp dụng trong phũng thớ nghiệm và nới chế tạo.
* Đo thử ỏp dụng trờn cỏc hệ thống thụng tin đang xõy lắp hoặc đang vận hành khai thỏc.
Đối với sợi dẫn quang việc đo thứ là một vấn đề mới, nờn một số thụng số của phương phỏp đo cú thể đỏp ứng tiếp cận được nhờ vào phương phỏp quang hỡnh. Song do đặc tớnh súng của ỏnh sỏng nờn cú nhiều kết quả đo khụng thể giải thớch được, dễ gõy sai sút khi đo.
Do vậy, cỏc phộp đo với tớn hiệu quang cần lưu ý trước 1 số đặc điểm đặc biệt cú liờn quan đến chất lượng phộp đo thử.
2.2- Đo trờn sợi quang
2.2.1- Đo trường xa:
Khi đo lường trờn sợi quang độ mở (NA) của sợi quang giữ một vai trũ cực kỳ quan trọng. Cũn khi hàn nối hoặc nối qua bộ nối hai sợi quang với nhau thỡ yờu cầu độ mở của chỳng phải bằng nhau. Trong trường hợp nối sợi quang vào cỏc linh kiện phỏt quang hoặc thu quang cũng cần phải quan tõm đến độ mở của sợi quang. Độ mở (NA) cú tầm quan trọng cao nờn việc đo độ mở là vụ cựng cần thiết. Độ mở (NA) của sợi quang được định nghĩa là nửa gúc mở lớn nhất của ỏnh sỏng bờn ngoài sợi. Như vậy phải đo biểu đồ hướng bức xạ của sợi quang hay cũn gọi là đo trường xa. Cụng suất bức xạ ra của sợi quang phụ thuộc vào gúc mở. Sơ đồ đo trường xa được trỡnh bày trờn hỡnh (H14)
Trờn H14 Sợi quang cần đo được cung cấp bức xạ quang trờn toàn mặt cắt ngang với gúc mở lớn hơn dự toỏn. Ở đầu và cuối sợi quang cú 2 bộ lọc mode để khử mode vỏ.
Cụng suất ra phụ thuộc vào gúc mở của sợi quang cần đo. Độ mở của gúc tương ứng với trường hợp cụng suất ỏnh sỏng đo được giảm đi cũn 5% giỏ trị cụng suất đo được lớn nhất giảm đi cũn 5% giỏ trị cụng suất đo được lớn nhất. Ngày nay, người ta đó chế tạo được mỏy đo tự động húa hoàn toàn.
2.2.2- Đo trường gần
Là đo cường độ bức xạ trờn bề mặt của nguồn phỏt quang (Diode phỏt quang hay diode laser) hay ở đầu ra của sợi quang. Khi đưa nguồn bức xạ quang vào sợi quang, nếu tất cả cỏc mode truyền dẫn đều được phộp vào sợi quang thỡ kết quả đo sợi biến thiờn của trường gần sẽ cho biết chớnh xỏc sự biến thiờn của đường bao chiết suất trong ruột sợi. Vậy đo trường gần cho phộp xỏc định sự biến thiờn chiết suất của sợi quang.
H15- Đo trường gần
Bộ lọc mode
Vỡ vựng cú bức xạ ra rất nhỏ nờn khụng thể đo trực tiếp trường gần. Ở đõy người ta phải dựng một kớnh phúng đại để phúng đại trường lờn V lần (V=40-100) do đú nhận được ảnh hưởng của trường ra từ ruột cỏp lờn lớn hơn.
Sự phõn bố trường gần thể hiện gần đỳng theo cụng thức sau: P(r) = [n(r) – n2]/n1- n2 (2.1)
Trong đú:
n1:chiết suất lớn nhất của lừi sợi quang n2: chiết suất của vỏ sợi
Đo trường xỏc định chiết suất n(r) trong ruột của sợi đơn mode khú khăn hơn so với sợi đa mode vỡ hiệu ứng uốn cong lớn cú ảnh hưởng lớn đến kết quả đo của sợi quang đơn mode vỡ đường kớnh Dk nhỏ. Cũn sợi đa mode thỡ cú đường kớnh Dk lớn nờn ảnh hưởng ít đến kết quả phộp đo. Vỡ vậy hiệu ứng uốn cong của sợi đa mode cho phộp bỏ qua.
2.2.3- Đo tiờu hao trờn sợi quang
Để đo suy hao của sợi quang, thiết bị đo bao gồm khối phỏt và khối thu quang với cỏc nhiệm vụ sau:
- Khối phỏt quang phỏt xạ ra ỏnh sỏng cú bước súng và cụng suất ổn định để phỏt vào sợi quang cần đo thử.
- Khối thu quang thu cụng suất ỏnh sỏng ra khỏi sợi quang. Hiện nay người ta sử dụng 2 phương phỏp đo cơ bản sau:
2.2.3a, Phương phỏp đo cắt ngược
Sơ đồ đo cắt ngược được trỡnh bày như sau (H16)
Sợi quang L2 Tách quang Đánh giá Nguồn tách quang Thấú kính L1 P1 P2
+ Giỏ trị cụng suất đo được là P2 (dBm)
+ Kết quả sau khi đo giữa khối thu vào đầu đoạn ngắn là P1 (dBm) + Độ dài sợi quang sau khi trừ đi đoạn cắt là L
⇒ hệ số tiờu hao sợi sẽ là: α = (10/L)logP1/P2 [dB/km](2.2) (2.2) hoặc tớnh theo mức điện nếu mỏy đo hiển thị (dB) là: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
α = (P1 - P2)/L [dB/km](2.3) (2.3) 2.2.3b, Phương phỏp đo suy hao ghộp xen
Phương phỏp đo này giữa 2 đõu ra khối phỏt và đầu vào khối thu người ta nối lần lượt vào hai đoạn sợi quang ghộp xen.
Đầu tiờn đo cụng suất đoạn dài được P2
Sau đú đo cụng suất đoạn ngắn được P1
Sau đú ta được L (L = L1 - L2) thỡ được giỏ trị tiờu hao sợi quang là:
Chương III