Sợi quang bước sóng cố định là gì?

Định nghĩa của sợi quang bước nhảy

Định nghĩa: Sợi quang bước nhảy là một loại sợi quang được phân loại dựa trên phân bố chỉ số khúc xạ của nó. Là một dẫn hướng quang, nó có chỉ số khúc xạ không đổi trong lõi và một chỉ số khúc xạ không đổi khác trong vỏ bọc. Đặc biệt, chỉ số khúc xạ của lõi cao hơn một chút so với vỏ bọc, với sự thay đổi đột ngột xảy ra tại giao diện lõi-vỏ bọc - do đó có thuật ngữ "bước nhảy."

Phân bố chỉ số khúc xạ của sợi quang bước nhảy được minh họa trong hình dưới đây:

Sự truyền dẫn trong sợi quang bước nhảy

Khi tia sáng truyền qua sợi quang bước nhảy, nó theo một đường đi zigzag gồm các đoạn thẳng, hiện tượng này được tạo ra bởi phản xạ toàn phần tại giao diện lõi-vỏ bọc.

Toán học, phân bố chỉ số khúc xạ của sợi quang bước nhảy được biểu diễn như sau:

a là bán kính lõi; r là khoảng cách bán kính

Chế độ của sợi quang bước nhảy

Sợi quang bước nhảy chế độ đơn

Trong sợi quang bước nhảy chế độ đơn, đường kính lõi rất nhỏ để chỉ cho phép một chế độ truyền dẫn, nghĩa là chỉ có một tia sáng duy nhất đi qua sợi. Đặc điểm độc đáo này loại bỏ sự méo mó do sự khác biệt về thời gian truyền dẫn giữa nhiều tia.

Sự truyền dẫn của tia sáng thông qua sợi quang bước nhảy chế độ đơn được minh họa trong hình dưới đây:

Đặc điểm của sợi quang bước nhảy chế độ đơn

Đường kính lõi ở đây rất hẹp, chỉ cho phép một chế độ truyền dẫn đi qua sợi. Thông thường, kích thước lõi dao động từ 2 đến 15 micromet.

Sợi quang bước nhảy đa chế độ

Trong sợi quang bước nhảy đa chế độ, đường kính lõi đủ lớn để cho phép nhiều chế độ truyền dẫn, nghĩa là nhiều tia sáng có thể đi qua sợi cùng một lúc. Tuy nhiên, sự truyền dẫn đồng thời của nhiều tia gây ra sự méo mó do sự khác biệt về thời gian truyền dẫn của chúng.

Sự truyền dẫn của tia sáng thông qua sợi quang bước nhảy đa chế độ được minh họa trong hình dưới đây:

Đặc điểm của lõi sợi quang đa chế độ

Hình trên rõ ràng minh họa rằng đường kính lõi đủ lớn để cho phép nhiều đường truyền. Thông thường, kích thước lõi dao động từ 50 đến 1000 micromet.

Biến đổi chỉ số khúc xạ trong sợi quang bước nhảy

Cần lưu ý rằng phân bố chỉ số khúc xạ của sợi quang bước nhảy được đặc trưng bởi:

Nguồn sáng và đặc điểm của sợi quang bước nhảy

Đèn phát sáng LED là nguồn sáng chính được sử dụng trong các sợi này.

Ưu điểm của sợi quang bước nhảy

• Quá trình sản xuất đơn giản

• Chi phí sản xuất hợp lý

• Truyền dẫn thông qua phản xạ toàn phần

Nhược điểm của sợi quang bước nhảy

• Chế độ truyền dẫn đơn hạn chế khả năng truyền tải thông tin do giới hạn chỉ một tia sáng truyền qua một lúc.

• Khó khăn trong việc ghép nối ánh sáng do đường kính lõi nhỏ.

Ứng dụng của sợi quang bước nhảy

Sợi quang bước nhảy chủ yếu được áp dụng trong kết nối mạng cục bộ (LAN). Điều này là do khả năng truyền tải thông tin của chúng thấp hơn so với sợi quang chỉ số khúc xạ dốc.