Sprawozdanie Światłowody ćw. 2

Laboratorium technik światłowodowych
ćwiczenie 2
Grupa (nr 2) w składzie:
Kinga Wilczek 210063
Michał Pawlik 209836
Patryk Kowalcze 209848
Daniel Cieszko 209915
Jakub Molik 209965
1. Wstęp
Celem ćwiczenia było przeprowadzenie pomiarów tłumienności światłowodów w
oparciu o metodę odcięcia. Przeprowadzone zostały pomiary światłowodów o trzech
różnych długościach w zakresie fali od 850 do 1600 nm z krokiem 5 nm. Uzyskane
wyniki następnie zostały wykorzystane do wyliczenia tłumienność. Z wyliczonej
tłumienności skonstruowany został wykres obrazujący okna transmisyjne (miejsca w
których wykres tłumienności osiąga najmniejsze możliwe wartości).
2. Przebieg ćwiczenia
W celu realizacji ćwiczenia wykorzystane zostały przyrządy:
- źródło światła
- monochromator
- obiektyw mikroskopowy
- modulator mechaniczny
- stolik justerski
- detektor fali wyjściowej
- zasilacz
- szpule światłowodów o różnych długościach
Po wstępnej kalibracji układu jedna z końcówek światłowodu została umieszczona w
stoliku naprzeciwko obiektywu, natomiast druga w uchwycie detektora. Kolejnym
krokiem było wyjustowanie stolika tak aby uzyskać maksimum mocy. Po
odpowiednim dostosowaniu przyrządów wykonane zostały serie pomiarów dla
różnych długości fali oraz dla trzech różnych długości światłowodu.
Aby wyliczyć z otrzymanych wartości w wyniku pomiarów wykorzystany został
poniższy wzór.
gdzie L jest długością światłowodu, P​1 ​(λ) jest mocą wiązki wprowadzaną do włókna,
P​2​(λ) jest mocą wiązki wyprowadzaną z włókna.
Wykres 1. Pomiar dla światłowodu o długości 500 m
Wykres 2. Pomiar dla światłowodu o długości 100 m
3. Dodatkowe pytania
-
Dlaczego przy wyliczaniu tłumienia nie uwzględnia się charakterystyki
detektora ?
Charakterystyka detektora nie jest uwzględniana przy wyliczaniu detektora,
ponieważ wzór z którego korzystamy działa w oparciu o stosunek mocy na wyjściu
jednego końca do mocy na wyjściu drugiego końca światłowodu. W wyniku tego
operacja dzielenia zniwelowała by wartości charakterystyk detektora.
-
Wyjaśnić pochodzenie spadków mocy w światłowodzie ?
Przyczyną spadków mocy w światłowodzie mogą być:
1) absorpcja materiałowa
2) rozpraszanie energii
3) rodzaj włókna
4) temperatura
5) zbyt duży kąt wygięcia światłowodu
Wartość tłumienia określa spadek mocy sygnału przepływającego przez światłowód
-
Czy efekty te występują we wszystkich światłowodach ?
Tak. Efekty te mogą zostać zminimalizowane przez zastosowanie światłowodów
kwarcowych.
-
Co wpływa na błąd pomiaru ?
Czynnikami mającymi wpływ na wartość błędu pomiaru są m.in.:
1) długość światłowodu
2) występowanie złączek
3) spawy
4) nieliniowość urządzenia
-
Na czym polega metoda cut-ff ?
Metoda ta polega na wykonaniu pomiaru dla dwóch różnych długości światłowodów
przy takim samym zbiorze długości fal dla obu. Dzięki temu warunki sprzężenia
światła ze światłowodem pozostają nie zmienione.
-
Dlaczego jako źródło odniesienia nie stosuje się innego światłowodu
(np. patchcord)?
Ponieważ przy wykonywaniu pomiarów tłumienności niezbędne jest zachowanie
stabilnego rozkładu mocy wszystkich modów, co w przypadku światłowodów
wielomodowych jest dużo trudniejsze do wykonania.
4. Wnioski
Metoda odcięcia pozwala na wyliczenie tłumienności pomijając charakterystyki
sprzętowe. Metoda ta uwzględnia tylko długość światłowodu oraz moc na wyjściu
detektora. Jednak niepoprawna konfiguracja stanowiska pracy, polegająca na
nieodpowiednim zamocowaniu stumetrowego światłowodu w uchwycie, powoduje
zafałszowanie wyników, a otrzymany wykres znacznie odbiega od oczekiwanego.
Poprawnie wykonane pomiary pozwalają na uzyskanie wykresu, który prezentuje
trzy okna transmisyjne dla fali o długości: 0.95nm, 1.13nm oraz 1.58nm.