Wat is Step Index Fiber?

Definisie van Stap-Index Glasvezel

Definisie: 'n Stap-Index glasvezel is 'n tipe optiese glasvezel wat op grond van sy brekingsindeksverdeling geklassifiseer word. As 'n optiese golfgelei het dit 'n konstante brekingsindeks binne die kern en 'n ander konstante brekingsindeks binne die omhulsel. Dit is belangrik om te vermeld dat die brekingsindeks van die kern liggaam hoër is as dié van die omhulsel, met 'n skerpe verandering wat plaasvind by die grens tussen die kern en omhulsel - vandaar die term "stap-index".

Die brekingsindeksprofiel van 'n stap-indices glasvezel word in die onderstaande figuur geïllustreer:

Propagasiestraal in Stap-Index Glasvezels

Wanneer 'n liggstraal deur 'n stap-indices optiese glasvezel propageer, volg dit 'n zigzagpad bestaande uit reguitlyne, 'n verskynsel wat moontlik gemaak word deur totale interne refleksie by die grens tussen die kern en omhulsel.

Wiskundig uitgedruk, is die brekingsindeksprofiel van 'n stap-indices glasvezel:

a is die kernradius; r is die radiale afstand

Modusse van Stap-Indices Glasvezel

Stap-Indices Eenmodusglasvezel

In 'n stap-indices eenmodusglasvezel is die kerndiameter so uiterst klein dat dit slegs een propagasimodus toelaat, wat beteken dat slegs een liggstraal deur die glasvezel reis. Hierdie unieke kenmerk elimineer vervorming veroorsaak deur vertragingsverskille tussen verskeie strale.

Die propagasie van 'n liggstraal deur 'n stap-indices eenmodusoptiese glasvezel word in die onderstaande figuur geïllustreer:

Kenmerke van Stap-Indices Eenmodusglasvezel

Die kern diameter hier is merkwaardig smal, wat slegs een propagasimodus toelaat om deur die glasvezel te reis. Tipies val die kern grootte tussen 2 en 15 mikrometers.

Stap-Indices Veelmodusglasvezel

In stap-indices veelmodusglasvezels is die kerndiameter groot genoeg om verskeie propagasimodes toe te laat, wat beteken dat verskeie liggstrale gelyktydig deur die glasvezel kan reis. Dit veroorsaak egter vervorming as gevolg van verskille in hul propagasievertragings.

Die propagasie van liggstrale deur 'n stap-indices veelmodusoptiese glasvezel word in die onderstaande figuur gewys:

Kenmerke van Veelemodusglasvezel Kern

Die bo-afbeelding illustreer duidelik dat die kerndiameter groot genoeg is om verskeie propagasipaaie toe te laat. Tipies val die kern grootte tussen 50 en 1000 mikrometers.

Variëring in Brekingsindeks in Stap-Indices Glasvezels

Dit moet vermeld word dat die brekingsindeksprofiel van stap-indices glasvezels gekenmerk word deur:

Ligbron en Kenmerke van Stap-Indices Glasvezels

Lig-emitterende diodes (LED's) is die primêre ligbronne wat in hierdie vezels gebruik word.

Voordelige van Stap-Indices Glasvezels

• Eenvoudige vervaardigingsproses

• Kosteneffektiewe produksie

• Propagasiemediante totale interne refleksie

Nadele van Stap-Indices Glasvezels

• Eenmoduspropagatie beperk die inligtingsoorbringkapasiteit as gevolg van die beperking dat slegs een liggstraal op 'n keer oorgedra word.

• Moeilikhede in ligkopplings as gevolg van die klein kerndiameter.

Toepassings van Stap-Indices Glasvezels

Stap-indices glasvezels word hoofsaaklik in plaaslike netwerk (LAN) verbindinge aangewend. Dit is omdat hul inligtingsoorbringkapasiteit laer is as dié van gegradeerde-indeks glasvezels.