Ano ang Step Index Fiber?

Paglalarawan ng Step-Index Fiber

Definasyon: Ang step-index fiber ay isang uri ng optical fiber na nakaklase batay sa kanyang distribusyon ng index of refraction. Bilang isang optical waveguide, ito ay may constant refractive index sa loob ng core at isa pang constant refractive index sa loob ng cladding. Mahalagang tandaan na ang refractive index ng core ay kaunti lang mas mataas kaysa sa cladding, na may biglang pagbabago na nangyayari sa interface ng core-cladding—kaya ang terminong "step-index."

Ang profile ng refractive index ng step-index fiber ay ipinapakita sa larawan sa ibaba:

Paglalakad ng Liwanag sa Step-Index Fibers

Kapag ang isang light ray ay lumalakad sa pamamagitan ng step-index optical fiber, ito ay sumusunod sa isang zigzag na ruta na binubuo ng mga linyang tuwid, isang phenomenon na pinagmumulan ng total internal reflection sa interface ng core-cladding.

Matematikal, ang profile ng refractive index ng step-index fiber ay inihahayag bilang:

a ang radius ng core; r ang radial distance

Mga Mode ng Step-Index Fiber

Step-Index Single-Mode Fiber

Sa step-index single-mode fiber, ang diameter ng core ay napakaliit na ito ay nagpapahintulot lamang ng iisang mode ng paglalakad, na nangangahulugan na iisang light ray lang ang lumalakad sa pamamagitan ng fiber. Ang unique na katangian na ito ay nagwawala ng distortion na dulot ng mga pagkakaiba sa delay ng maraming rays.

Ang paglalakad ng isang light ray sa pamamagitan ng step-index single-mode optical fiber ay ipinapakita sa larawan sa ibaba:

Mga Katangian ng Step-Index Single-Mode Fiber

Ang diameter ng core dito ay napakaliit, na nagpapahintulot lamang ng iisang mode ng paglalakad na lumalabas sa fiber. Karaniwang, ang laki ng core ay nasa 2 hanggang 15 micrometers.

Step-Index Multimode Fiber

Sa step-index multimode fibers, ang diameter ng core ay sapat na malaki upang payagan ang maraming modes ng paglalakad, na nangangahulugan na maraming light rays ang makakalakad sa pamamagitan ng fiber nang sabay-sabay. Gayunpaman, ang sabay-sabay na paglalakad ng maraming rays ay nagdudulot ng distortion dahil sa mga pagkakaiba sa kanilang propagation delays.

Ang paglalakad ng light rays sa pamamagitan ng step-index multimode optical fiber ay ipinapakita sa larawan sa ibaba:

Mga Katangian ng Core ng Multimode Fiber

Ang larawan sa itaas ay malinaw na nagpapakita na ang diameter ng core ay sapat na malaki upang payagan ang maraming mga ruta ng paglalakad. Karaniwan, ang laki ng core ay nasa 50 hanggang 1000 micrometers.

Pagbabago ng Refractive Index sa Step-Index Fibers

Dapat tandaan na ang profile ng refractive index ng step-index fibers ay kilala sa:

Ilog ng Liwanag at Mga Katangian ng Step-Index Fibers

Ang light-emitting diodes (LEDs) ang pangunahing ilog ng liwanag na ginagamit sa mga fiber na ito.

Mga Advantages ng Step-Index Fibers

• Simpleng proseso ng paggawa

• Mura ang produksyon

• Paglalakad sa pamamagitan ng total internal reflection

Mga Disadvantages ng Step-Index Fibers

• Ang single-mode propagation ay limitado ang capacity ng information dahil sa pagsasara ng iisang light ray na lumalabas sa isang oras.

• Mga hirap sa coupling ng liwanag dahil sa maliit na diameter ng core.

Mga Application ng Step-Index Fibers

Ang step-index fibers ay pangunahing ginagamit sa mga koneksyon ng local area network (LAN). Ito ay dahil ang kanilang capacity sa paglipad ng impormasyon ay mas mababa kaysa sa graded-index fibers.