Затухание света из-за его поглощения

Затухание света из-за его поглощения увеличивается при уменьшении прозрачности вещества, в котором распространяется свет, поэтому оно менее существенно, чем рассеяние, при передаче световой волны в таких прозрачных средах как воздух или стекло. Загрязнение и присутствие примесей в стеклянной массе, из которой вытягивается оптическое волокно, увеличивает поглощение света в волокне. При поглощении света соударяющиеся с веществом фотоны отдают часть своей энергии атомам этого вещества, но атомы при этом не излучают вторичную энергию, т.е. световая энергия теряется вследствие поглощения фотонов атомами посторонних примесей. На том же рис. 9.2 учтены оба механизма затухания света – рассеяние и поглощение. Сплошной линией показана реальная зависимость потерь от длины волны, которая характеризуется более высоким затуханием в целом и несколькими всплесками затухания разной высоты в средней области оптического диапазона. Эти всплески как раз и обусловлены присутствием в стекле посторонних химических элементов. Ионы железа и его химических соединений, например, поглощают свет видимого диапазона. Другой распространенной посторонней примесью является вода, находящаяся в стекле в виде гидроксидных ионов, которые вносят наибольшие потери из показанных на характеристике. В отсутствии примесей реальная кривая стремится к теоретической.
В настоящее время механизм появления нежелательных примесей хорошо изучен и при производстве волокна обеспечивается крайне низкий уровень загрязнения, поэтому выпускаемое оптическое волокно не имеет таких выраженных пиков затухания.
Однако, поскольку в выпускавшемся ранее волокне пики затухания были слишком сильны, оптические системы передачи разрабатывались для работы на тех длинах волн, для которых затухание было менее ощутимо. В результате появилось понятие окон прозрачности, относящееся к тем участкам кривой на рис. 9.2, где потери в волокне минимальны. На рисунке показаны три окна прозрачности: первое на длине волны около 0,85 мкм, второе – около 1,35 мкм, третье – около 1,55 мкм.

Кабельное телевидение

© 2009-2010