Lépcsősindexű szálas definíciója
Definíció: A lépcsősindexű szála egy olyan optikai szála, amelyet a törésmutató eloszlása alapján osztanak be. Mint optikai vezető, állandó törésmutatójú magját és egy másik állandó törésmutatójú cladding-ot (burkolót) jellemzi. Jellemzően a mag törésmutatója kissé magasabb, mint a burkolt részé, és a mag-burkoló határán következik be egy hirtelen változás – ebből ered a "lépcsősindex" kifejezés.
A lépcsősindexű szála törésmutató profilja az alábbi ábrán látható:
Távadás a lépcsősindexű szálákban
Amikor fény sugarak haladnak át egy lépcsősindexű optikai szálon, zick-zack formában, egyenes vonalakon haladva, ami a teljes belső visszaverődésnek köszönhető a mag-burkoló határon.
Matematikailag a lépcsősindexű szála törésmutató profilt a következő képlet írja le:
a a mag sugara; r a sugári távolság
Lépcsősindexű szála módjai
Lépcsősindexű egyesmódusú szála
A lépcsősindexű egyesmódusú szála esetén a mag átmérője olyan kis méretű, hogy csak egyetlen távadás módja lehetséges, tehát csak egy fény sugar halad át a szálon. Ez a jellegzetes tulajdonság kiejti a több sugar közötti késleltetési különbségekből adódó torzítást.
Egy lépcsősindexű egyesmódusú optikai szálon haladó fény sugar távadása az alábbi ábrán látható:
Lépcsősindexű egyesmódusú szála jellemzői
Itt a mag átmérője rendkívül keskeny, így csak egyetlen távadás módja tud haladni a szálon. Általában a mag mérete 2 és 15 mikrométer között van.
Lépcsősindexű többmódusú szála
A lépcsősindexű többmódusú szála esetén a mag átmérője olyan nagy, hogy többféle távadás módja is lehetséges, tehát több fény sugar is haladhat át a szálon egyszerre. Azonban ez a több sugar egyszerre való haladása torzítást okoz, mivel a sugarak között különböznek a késleltetési idők.
A fény sugarak haladása egy lépcsősindexű többmódusú optikai szálon az alábbi ábrán látható:
Többmódusú szála magjának jellemzői
Az ábra jól mutatja, hogy a mag átmérője elegendően nagy ahhoz, hogy többféle távadás módja is lehetséges legyen. Általában a mag mérete 50 és 1000 mikrométer között van.
Törésmutató variáció a lépcsősindexű szálakban
Fontos megjegyezni, hogy a lépcsősindexű szálak törésmutató profilja a következőképpen jellemezhető:
Fényforrás és a lépcsősindexű szálak jellemzői
A fénysugárzó diódák (LED-ek) a fő fényforrások ezen szálakban.
Lépcsősindexű szálak előnyei
Lépcsősindexű szálak hátrányai
Lépcsősindexű szálak alkalmazásai
A lépcsősindexű szálak főleg helyi hálózati (LAN) csatlakozásokban használódnak. Ez azért van, mert az információszállító kapacitásuk alacsonyabb, mint a szintén indexű szálaknál.
