ma’ruza optik tolaning asosiy fizik parametrlari reja optik toladagi so’nish xodisasi

4- MA’RUZA
Optik tolaning asosiy fizik parametrlari
REJA


4.1 Optik toladagi so’nish xodisasi.
4.2 Optik tolaning xususiy yuqotishlari. Kabel yuqotishlari.
4.3 Optik toladagi dispersiya xoddisasi va uning turlari.
4.4 Modalararo dispersiya. Xromatik dispersiya. Material dispersiyasi.
4.5 Tulqin uzatish bilan bog’lik dispersiya.. Dispersiyani kamaytirish usullari.
4.1. Optik toladagi sunish xodisasi.
Optik signal tola orqali uzatilganda yorug‘lik to‘lqinlarini tola muhiti bilan chiziqli va nochiziqli o‘zaro ta’siri natijasida signal quvvatini yo‘qolishidan optik signal so‘nadi. So‘nish tolali optik aloqa uzatish tizimlarining regeneratsiyalash uchastkasi uzunligini aniqlovchi, optik tolaning eng muhim parametri hisoblanadi. So‘nish bu tolada yorug‘lik oqimlarining kuchsizlanishidir. Tola uzunligi bo‘yicha so‘nishni o‘zgarish qonuni quyidagi umumiy ko‘rinishga ega:
R=R₀ yexr(-α*L), (4.1)
bu yerda R₀ – tolaga kiritiladigan quvvat;
L – tola uzunligi;
α - so‘nish koeffitsiyenti yoki toladagi yo‘qotishlar.
Bu formulani qo‘llab solishtirma yo‘qotishlarni baholashimiz mumkin:
a_solishtirma = - (10/L)*lg(P/P₀) = 4,343 a. (4.2)

3.12-расм. Толадаги йўқотишларнинг асосий турлари.

Umumiy holda so‘nish signallarni sochilishi va yutilishidan hosil bo‘luvchi yo‘qotishlar va kabel yo‘qotishlaridan yuzaga keladi.

Yutilish va sochilishdan hosil bo‘ladigan yo‘qotishlar xususiy yo‘qotishlar, kabel yo‘qotishlari esa qo‘shimcha yo‘qotishlar deyiladi.
Tola yo‘qotishlarini to‘liq ularning yig‘indisi ko‘rinishida yozishimiz mumkin:
a = a_x+a_k = a_yu + a_s + a_k, (dB/km). (4.3)
4.2 Optik tolaning xususiy yuqotishlari. Kabel yuqotishlari.
Xususiy yo‘qotishlarga yutilish va sochilishdan hosil bo‘ladigan yo‘qotishlar kiradi. Yutilishdan hosil bo‘ladigan yo‘qotishlar ichki va tashqi bo‘ladi. Ichki yutilish yo‘qotishlarini toza kremniy materiali xosil qilishi mumkin. Xar bir material molekulyar tuzilishiga ko‘ra ma’lum to‘lqin uzunliklarida signallarni yutishi mumkin. Masalan, SiO₂ ni ultra binafsha diapazonda λ<0,4 mkm to‘lqin uzunligida elektron rezonanslari mavjud. Shuningdek, infraqizil diapazonda λ>7 mkm to‘lqin uzunligida tebranuvchi rezonanslari mavjud. Demak bu rezonanslar ko‘rinadigan chastota diapazonida yutish polosasi ko‘rinishida bo‘ladi. Ikkinchi va uchinchi oynalarda yutilishning bu turi 0,03 dB/km dan ko‘p bo‘lmagan yo‘qotishlarga olib keladi.
Tashqi yutilish yo‘qotishlari yorug‘likni tola qo‘shimchalarida yutilishidan xosil bo‘ladi. Zamonaviy ishlab chiqarish texnologiyalari bu yo‘qotishlar ta’sirini juda kichik darajaga kamaytirgan. Bu yo‘qotishlar temir, mis , nikel, magniy, xrom qo‘shimchalarini tolaga qo‘shish natijasida xosil bo‘ladi. Zamonaviy ishlab chiqarish jarayonida bu metallarni tarkibi bir milliard qismgacha kamaytirilgan. Shuning uchun ular umumiy tashqi yutish yo‘qotishlarining juda kichik qismini tashkil etadi. Bulardan farqli ravishda gidroksil ion (ON) lar qoldig‘ini mavjudligi, ya’ni ishlab chiqarish jarayonida tolada suv qoldiqlarini qolishi tashqi yutish yo‘qotishlarini sezilarli darajada oshiradi. Optik tola tarkibida ON ionlari birni yuz milliondan kam qismini tashkil etish kerak.
Zamonaviy optik tolalarda mikroqo‘shimchalar miqdori juda kichikligi uchun tashqi yutilish shovqinlari minimal bo‘lib, ularni xisobga olmasa xam bo‘ladi. Lekin ON konsentratsiyasi birdan million qismni tashkil etganda, 1390 nm to‘lqin uzunligida yo‘qotishlar 50 dB bo‘lishi mumkin.
Nurni sochilishidan xosil bo‘ladigan yo‘qotishlar ichki yo‘qotishlar xisoblanib, optik tola o‘zagining defektlari: xavo puffakchalari, yoriqlar, tolani bir turda emasligi, ya’ni qo‘shimchalar qo‘shilishidan shisha zichligini tasodifiy o‘zgarishi tufayli yuzaga keladi. Bu omillar yorug‘lik oqimi yo‘nalishini o‘zgartirib, og‘ishiga olib keladi, natijada sinish burchagi oshib, yorug‘lik nuri qobiqdan tashqariga sochilib ketadi.
Bundan tashkari optik tolani bir turda emasligi, ya’ni qo‘shimchalar mavjudligi yorug‘lik oqimini ma’lum qismini teskari tomonga aks etishiga - teskari sochilishga olib keladi (3.13 - rasm) [7].
1550 nm to‘lqin uzunligida Releyevsk sochilishlari umumiy yo‘qotishlarning asosiysi hisoblanadi. Releyevsk sochilishi to‘lqin uzunligiga teskari proporsional bo‘lib, to‘lqin uzunligi oshishi bilan yo‘qotishlar kamayadi.

3.13– rasm . optik tolada yorug’likning sochilishi va aks etishi