Definicija stopnjevalnega vlakna
Definicija: Stopnjevalno vlakno je vrsta optičnega vlakna, razvrščena glede na njegovo porazdelitev lomnega kota. Kot optični valovod ima konstanten lomni kot znotraj jedra in drug konstanten lomni kot znotraj omantelja. Opomba: Lomni kot jedra je nekoliko višji od lomnega kota omantelja, pri čemer pride do nenadnega spremembe pri meji med jedrom in omanteljem – zato tudi izraz "stopnjevalno".
Profil lomnega kota stopnjevalnega vlakna je prikazan na spodnji sliki:
Širjenje v stopnjevalnih vlaknih
Ko se lučni žarek širi skozi stopnjevalno optično vlakno, sledi zik-zak poti, sestavljeno iz premic, pojav, omogočen z popolno notranjo refleksijo na meji med jedrom in omanteljem.
Matematično se profil lomnega kota stopnjevalnega vlakna izraža kot:
a je polmer jedra; r je radialna razdalja
Načini stopnjevalnega vlakna
Stopnjevalno enonavzročno vlakno
V stopnjevalnem enonavzročnem vlaknu je premer jedra tako majhen, da dopušča le en način širjenja, kar pomeni, da skozi vlakno potuje le en lučni žarek. Ta edinstvena značilnost eliminira deformativne pojave, povzročene razlikami v zakasnitvi med večimi žarki.
Širjenje lučnega žarka skozi stopnjevalno enonavzročno optično vlakno je prikazano na spodnji sliki:
Značilnosti stopnjevalnega enonavzročnega vlakna
Premer jedra je zelo ozek, kar omogoča le en način širjenja skozi vlakno. Običajno se velikost jedra giblje med 2 in 15 mikrometri.
Stopnjevalno večnavzročno vlakno
V stopnjevalnih večnavzročnih vlaknih je premer jedra dovolj velik, da omogoča več načinov širjenja, kar pomeni, da lahko skozi vlakno hkrati potuje več lučnih žarkov. Vendar to hkratno širjenje več žarkov povzroča deformacije zaradi razlik v njihovih zakasnitvah.
Širjenje lučnih žarkov skozi stopnjevalno večnavzročno optično vlakno je prikazano na spodnji sliki:
Značilnosti jedra večnavzročnega vlakna
Slika zgoraj jasno prikazuje, da je premer jedra dovolj velik, da omogoča več načinov širjenja. Običajno se velikost jedra giblje med 50 in 1000 mikrometri.
Variacija lomnega kota v stopnjevalnih vlaknih
Opomba: Profil lomnega kota stopnjevalnih vlaknih je karakteriziran z:
Vir svetlobe in značilnosti stopnjevalnih vlaknih
Osvetlujoče diode (LED) so glavni viri svetlobe, uporabljeni v teh vlaknih.
Prednosti stopnjevalnih vlaknih
Nedostatki stopnjevalnih vlaknih
Uporaba stopnjevalnih vlaknih
Stopnjevalna vlakna se glavno uporabljajo v povezavah lokalnih omrežij (LAN). To je zato, ker je njihova nosilnost informacij nižja od nosilnosti gradiranih vlaknih.
