Unsa ang Step Index Fiber?

Pagtakda sa Step-Index Fiber

Pagtakda: Ang step-index fiber mao ang usa ka tipo sa optical fiber nga gisangpotan batas sa iyang distribution sa refractive index. Isip usa ka optical waveguide, adunay constant refractive index sa core ug usa ka uban pang constant refractive index sa cladding. Notable na, ang refractive index sa core gamay lang mas taas kay sa cladding, ug may sudden change nangyari sa interface sa core-cladding—usa kini nga gihatagan og termino "step-index."

Ang profile sa refractive index sa step-index fiber makita sa figure sa ubos:

Propagation sa Step-Index Fibers

Kung ang light ray magpropagate pinaagi sa step-index optical fiber, mosunod kini og zigzag path nga gisangpotan sa mga straight lines, isip usa ka phenomenon nga gipahimutang pinaagi sa total internal reflection sa interface sa core-cladding.

Matematikal, ang profile sa refractive index sa step-index fiber gisangpotan pinaagi sa:

a mao ang radius sa core; r mao ang radial distance

Modes sa Step index fiber

Step-Index Single-Mode Fiber

Sa step-index single-mode fiber, ang diameter sa core kaayo ka gamay ngadto sa punto nga mahimo ra ang usa ka propagation mode, meaning ang usa ra ka light ray ang mogapit sa fiber. Kini nga unique characteristic nageliminate sa distortion nga gipasabot pinaagi sa delay differences tali sa daghang rays.

Ang propagation sa light ray pinaagi sa step-index single-mode optical fiber makita sa figure sa ubos:

Step-Index Single-Mode Fiber Characteristics

Ang diameter sa core dili gamay, naghatag sa usa ra ka propagation mode nga mogapit sa fiber. Kasagaran, ang laki sa core nagranggo gikan sa 2 hangtod sa 15 micrometers.

Step-Index Multimode Fiber

Sa step-index multimode fibers, ang diameter sa core kaayo ka dako ngadto sa punto nga mahimo ang multiple propagation modes, meaning ang daghang light rays ang mogapit sa fiber sa parehas nga panahon. Apan, kini nga simultaneous propagation sa daghang rays nagresulta sa distortion tungod sa differences sa ilang propagation delays.

Ang propagation sa light rays pinaagi sa step-index multimode optical fiber makita sa figure sa ubos:

Multimode Fiber Core Characteristics

Ang figure sa ubos nagpakita nga ang diameter sa core kaayo ka dako ngadto sa punto nga mahimo ang multiple propagation paths. Kasagaran, ang laki sa core nagranggo gikan sa 50 hangtod sa 1000 micrometers.

Refractive Index Variation sa Step-Index Fibers

Dapat mapahibalo nga ang profile sa refractive index sa step-index fibers makarakom sa:

Light Source ug Characteristics sa Step-Index Fibers

Ang light-emitting diodes (LEDs) mao ang primary light sources nga gigamit sa kini nga fibers.

Advantages sa Step-Index Fibers

• Simple manufacturing process

• Cost-effective production

• Propagation pinaagi sa total internal reflection

Disadvantages sa Step-Index Fibers

• Single-mode propagation limits information-carrying capacity tungod sa restriction nga ang usa ra ka light ray ang mogapit sa usa ka panahon.

• Difficulties sa light coupling tungod sa gamay nga diameter sa core.

Applications sa Step-Index Fibers

Ang step-index fibers kasagaran gigamit sa local area network (LAN) connections. Tungod kay ang ilang capacity sa information transmission gamay kay sa graded-index fibers.