SPIS TRES`C!

SPIS TRES'C!
PRZEDMOWA DO WYDANIA POLSKIEGO — 11
SŁOWO OD TŁUMACZY — 14
PRZEDMOWA — 17
PODZIĘKOWANIA — 19
WYKAZ WAŻNIEJSZYCH OZNACZEŃ (W UJĘCIU TEMATYCZNYM) — 20
1. WPROWADZENIE DO TELEKOMUNIKACJI OPTYCZNEJ — 23
1.1. Wprowadzenie
1.2. Tło historyczne
1.3. Zalety systemów światłowodowych
1.4. Możliwości zastosowań systemów światłowodowych
1.5. Cywilne systemy telekomunikacyjne
1.6. Omówienie treści książki
1.7. Oznaczenia
Literatura
.
23
25
27
28
31
32
33
34
2. ZALEŻNOŚCI POLOWE I RÓWNANIA MAXWELLA — 35
2.1. Wprowadzenie
2.2. Wyprowadzenie zależności polowych z równań Maxwella
2.3. Opis pola we współrzędnych prostokątnych
2.4. Opis pola we współrzędnych cylindrycznych
2.5. Równanie falowe
Literatura
,
.
35
35
36
38
40
41
3. ODBICIE I ZAŁAMANIE FALI ELEKTROMAGNETYCZNEJ NA PŁASKIEJ POWIERZCHNi
GRANICZNEJ — 42
3.1. Wprowadzenie
3.2. Załamanie na płaskiej powierzchni granicznej, całkowite wewnętrzne odbicie. . . .
42
42
3.3. Mody poprzeczne elektryczne (TE)
3.4. Mody poprzeczne magnetyczne
3.5. Przesunięcie Goosa-Haenchena
3.6. Podsumowanie
Literatura
44
46
49
53
53
4. ŚWIATŁOWODY PŁASKIE — 54
4.1. Wprowadzenie
4.2. Mody poprzeczne elektryczne (TE)
4.3. Mody poprzeczne magnetyczne (TM)
4.4. Równanie wartości własnych i odcięcie modu
4.5. Interpretacja graficzna modów w światłowodzie płaskim
4.6. Rozkład energii w światłowodzie płaskim
4.7. Przepływ energii w światłowodzie płaskim i prędkość grupowa
4.8. Podsumowanie
Literatura
54
56
57
57
59
59
60
65
65
5. ŚWIATŁOWODY O SYMETRII KOŁOWE] — 66
5.1. Wprowadzenie
5.2. Mody liniowo spolaryzowane (LP)
5.3. Rozwiązania typu fali płaskiej dla światłowodu kołowego
5.4. Mody wyciekające
5.5. Charakterystyki modu
5.6. Kąty propagacji fali płaskiej i zobrazowanie modów
5.7. Przepływ mocy w światłowodzie o profilu skokowym
5.8. Dyspersja modowa w światłowodzie o profilu skokowym
5.9. Warunek zerowej dyspersji materiałowej
5.10. Kompresja impulsu w światłowodach
Literatura
'.
66
68
73
74
76
78
79
81
85
87
87
6. ŚWIATŁOWODY GRADIENTOWE — 88
6.1. Wprowadzenie
6.2. Teoria modowa światłowodów gradientowych
6.3. Dyspersja w wielomodowym światłowodzie gradientowym
6.3.1. Szerokość średniokwadratowa impulsu i profil optymalny
6.3.2. Dyspersja profilu
6.3.3. Korekcja optyczna linii światłowodowej złożonej z odcinków światłowodów
gradientowych
'
6.4. Propagacja promieni w światłowodzie gradientowym
6.5. Pobudzenie światłowodu gradientowego ze źródła lambertowskiego (dyfuzyjnego). .
Literatura
88
89
93
94
96
97
99
104
108
7. SPRZĘGANIE SIĘ MODÓW W ŚWIATŁOWODZIE O PROFILU SKOKOWYM — 109
7.1. Wprowadzenie
7.2. Liczby modowe
7.2.1. Oznaczanie modów pojedynczą liczbą modowa
7.2.2. Ogólne zależności określające liczbę modów w światłowodach o profilu typu a
109
110
110
112
7.3. Sprzęganie się modów w światłowodach wielomodowych
7.4. Dyfuzyjna analiza sprzęgania się modów
7.5. Odpowiedź impulsowa światłowodu ze sprzęganiem się modów
7.6. Kontrolowane sprzęganie się modów
Literatura
113
115
117
125
126
•8. MATERIAŁY DO PRODUKCJI ŚWIATŁOWODÓW — 127
8.1. Wprowadzenie
127
8.2. Materiały szklane
128
8.3. Straty absorpcyjne w szkłach
134
8.3.1. Krawędź pasma absorpcji
135
8.3.2. Absorpcja w zakresie podczerwieni spowodowana przz drgania rezonansowe
cząsteczek szkła
136
8.3.3. Wpływ na absorpcję zanieczyszczeń jonami metali
138
8.3.4. Absorpcja na owertonach drgania walencyjnego jonu OH
145
8.3.5. Metaliczne wtrącenia w szkle
148
8.4. Rozproszenie Rayleigha
149
Literatura
151
9. WYTWARZANIE ŚWIATŁOWODÓW — 153
9.1. Wprowadzenie
153
9.2. Wytapianie szkła
153
9.3. Wyciąganie światłowodu metodą podwójnego tygla
157
9.3.1. Ogólne cechy metody
. 157
9.3.2. Natężenie przepływu szkła
157
9.3.3. Dyfuzja w procesie podwójnego tygla
159
9.3.4. Powtarzalność wymiarów światłowodu
162
9.3.5. Kontrola atmosfery
164
9.3.6. Napełnianie tygla
165
9.4. Metody wyciągania światłowodu z preformu
166
9.4.1. Wytwarzanie preformu metodą chemicznego domieszkowania z fazy gazowej . 166
9.4.2. Proces „soot"
167
9.4.3. Proces chemicznego domieszkowania z fazy gazowej (CVD)
169
9.4.4. Preformy z gradientowym profilem rdzenia
171
9.4.5. Parametry produkcyjne procesów „soot" i CVD
"
172
9.4.6. Inne metody otrzymywania preformów
173
9.4.7. Inne metody otrzymywania światłowodów
174
9.5 Urządzenia do ciągnięcia włókien z preformów
175
9.5.1. Rozważania ogólne
175
9.5.2. Projektowanie pieca
177
9.5.3. Grzanie laserowe
178
9.5.4. Ciągnięcie włókna
'
178
Literatura
179
JO. POMIARY STRAT W BRYŁACH SZKŁA I W ŚWIATŁOWODACH — 181
lO.l.Wstęp
10.2. Pomiar strat absorpcyjnych w światłowodach i w bryłach szkła
10.2.1. Teoria pomiarów
10.2.2. Aparatura
181
181
183
185
10.3. Wprowadzenie światła do światłowodu wiełomodowego
10.3.1. Stabilny rozkład modów
10.3.2. Sprzężenie jednomodowe
10.4. Pomiar strat światłowodu wynikających z wypromieniowania energii na zewnątrz. .
10.4.1. Rozproszenie Rayleigha w światłowodach
10.4.2. Wykrywanie centrów rozpraszania
10.4.3. Nieregularności wydłużone
10.4.4. Widmo odcięcia modów
10.4.5. Pomiar strat rozproszeniowych w funkcji długości światłowodu
10.5. Pomiar apertury numerycznej światłowodu przez badanie rozkładu kątowego pola
promieniowania dalekiego
10.6. Całkowite straty w światłowodzie
10.6.1. Straty wtrąceniowe światłowodu
10.6.2. Pomiary strat wtrąceniowych dla długich odcinków światłowodów. . . .
Literatura
187
187
190
193
194
198
199
201
205
206
206
206
208
209
11. POMIARY WŁASNOŚCI PROPAGACYJNYCH ŚWIATŁOWODU — 210
11.1. Wstęp
11.2. Dyspersja impulsu w światłowodach
11.2.1. Pomiary dyspersji impulsu
11.2.2. Metoda impulsowa odbić wielokrotnych
11.2.3. Pomiary falą ciągłą
11.3. Pomiary dyspersji materiałowej
11.4. Podsumowanie omówienia metod pomiaru szerokości pasma
11.5. Wykrywanie przerw w kablach światłowodowych
11.6. Metody pomiaru profilu współczynnika załamania
11.6.1. Metoda analizy światła odbitego od czoła światłowodu
11.6.2. Mikroskopowe pomiary interferencyjne
11.6.3. Metoda pomiaru rozkładu przestrzennego mocy transmitowanej
11.6.4. Metoda analizy rozkładu kątowego mocy załamanej
Literatura
210
210
211
214
216
220
221
222
223
224
225
227
230
232
12. WŁASNOŚCI MECHANICZNE ŚWIATŁOWODÓW I PROJEKTOWANIB KABLI — 233
12.1. Wstęp
233
12.2. Wytrzymałość włókna — rozważania ogólne
233
12.2.1. Pękanie szkła
235
12.2.2. Rozkład prawdopodobieństwa Weibulla
236
12.2.3. Mikropęknięcia Griffitha
239
12.2.4. Metody testowania włókna
240
12.2.5. Wykreślanie krzywych Weibulla
244
12.2.6. Czas wzrostu szczelin na skutek naprężenia włókna
244
12.2.7. Wytrzymałość włókna w procesie wytwarzania kabla
246
12.3. Ochrona powierzchni włókien
246
12.3.1. Korozja powierzchniowa
247
12.3.2. Neutralizacja powierzchni
248
12.3.3. Mechaniczna ochrona powierzchni
249
12.3.4. Miękkie okrycie włókna
252
12.3.5. Oddziaływania zewnętrzne na włókno umieszczone luźno w strukturze kabla 256
12.4. Projektowanie kabla światłowodowego
. 258
12.4.1. Wybór światłowodu
260
12.4.2. Materiały stosowane na elementy wytrzymałościowe
12.4.3. Struktura kabla . .
12.4.4. Przykłady konstrukcji kabli
12.5. Podsumowanie
Literatura
262
264
265
269
269
13. ŁĄCZENIE ŚWIATŁOWODÓW I ICH SPRZĘGANIE ZE ŹRÓDŁEM PROMIENIOWANIA 270
13.1. Wstęp
13.2. Łączenie światłowodów
13.2.1. Tolerancje wykonania złączy
13.2.2. Stałe złącza nieregulowane
13.2.3. Rozłączalne złącza światłowodów
13.2.4. Regulowane złącza światłowodów
13.3. Obróbka końca światłowodu
13.4. Wprowadzenie mocy promieniowanej przez diodę elektroluminescencyjną do świa­
tłowodu
13.5. Wprowadzenie do światłowodu mocy promieniowanej z lasera GaAs
13.6. Własności łączonych światłowodów
13.6.1. Światłowód
skokowy
bez
sprzęgania
się
modo
w
13.6.2. Światłowód skokowy ze sprzęganiem się modów
13.6.3. Światłowód gradientowy ze sprzęganiem się modów
13.6.4. Światłowód gradientowy bez sprzęgania się modów
13.6.5. Rozważania ogólne
Literatura .
270
270
271
275
280
281
282
284
287
289
289
290
290
291
292
292
14. ODBIORNIKI ŚWIATŁA — 293
14.1. Wstęp
293
14.2. Szumy w cyfrowych telekomunikacyjnych systemach światłowodowych
295
14.3. Rozważania statystyczne
299
14.4. Stopa błędów odbiornika
302
14.5. Interferencja międzysymbolowa
305
14.6. Porównanie metod korekcji sygnału w dziedzinie częstotliwościowej i czasowej. . 309
14.7. Podsumowanie
310
Literatura
311
15. TELEKOMUNIKACYJNE SYSTEMY ŚWIATŁOWODOWE — 312
15.1. Wstęp
15.2. Wstępny projekt systemu
15.3. Przykłady systemów transmisyjnych
15.4. Optymalizacja medium transmisyjnego
15.4.1. Ilość materiału stosowanego do wytwarzania włókna
15.4.2. Dyspersja
15.4.3. Moc wprowadzona ze źródła i straty łączenia
15.4.4. Straty mikrozgięciowe
15.4.5. Wytrzymałość włókna
15.4.6. Podsumowanie dotyczące optymalizacji konstrukcji światłowodu
15.5. Kodowanie
15.6. Podsumowanie
Literatura
312
313
318
321
321
321
322
323
. 324
325
326
327
328
DODATEK i. MIKROZGIĘCIA SPOWODOWANE ZABURZENIAMI POŁOŻENIA
ŚWIATŁOWODU — 329
DODATEK 2. WSPÓŁCZYNNIKI OPISUJĄCE SPRZĘGANIE SIĘ MODÓW
W ŚWIATŁOWODZIE Z MIKROZGIĘCIAMI — 331
DODATEK 3. KRYTYCZNA DŁUGOŚĆ FALI ODKSZTAŁCEŃ POWODUJĄCYCH
MIKROZGIĘCIA I SPRZĘGANIE SIĘ MODÓW W ŚWIATŁOWODZIE
PARABOLICZNYM — 333
DODATEK 4. APROKSYMACJA PROFILU TYPU « SZEREGIEM POSTĘPOWYM — 334
DODATEK S. MOC OPTYCZNA 1 ELEKTRYCZNA ORAZ SZEROKOŚĆ PASMA
W SYSTEMACH ŚWIATŁOWODOWYCH — 336
DODATEK 6. STANDARDOWE PRZEPŁYWNOŚCI BINARNE TRANSMISJI — 339
DODATEK 7. NIEKTÓRE OGÓLNE ZALEŻNOŚCI DLA KONSTRUKCJI ŚRUBOWYCH
SPOTYKANYCH W KABLACH — 341
SKOROWIDZ— 343