Dämpfung in Glasfasern

- Sehr kleine Dämpfung für Wellenlängen um 1.5 µm- Reduktion der Leistung um Faktor 10 nach 50 km Länge

Querschnitt durch ein Faserkabel

Kern mit GeO2 dotiert=> höherer Brechungsindex

Herstellung

Herstellung des Rohlings (preform) durch Abscheidung aus der Gasphase

Ausziehen zur Glasfaser in mehreren Schritten

Brechungsindexprofil

Stufenindex-faser

Gradienten-indexfaser

Ein- und mehrmodige Fasern

Außendurchmesser: 125 µm

Kerndurchmesser der einmodigen Faser hängt von Wellenlänge ab, Werte hier für =1.5 µm

Verluste in Glasfasern

- Kurze Wellenlänge: Rayleigh-Streuung (~4)- Absorption bei 1.25 und 1.4 µm durch OH Gruppen- Absorption im SiO2 bei größeren Wellenlängen

Dispersion

Glasfaserverbindungen

Verschweißen der Glasfasern – splice+ kleinste Verluste- aufwendig, für permanente Verbindungen

Steckverbindungen+ Lösbar- Verluste etwas höher als beim splice

FC Steckverbinder

Keramikstift – Ferrulemeist 2.5 mm Durchmesser

Verbindungsbuchen

Koppelstelle

Transmissionsverlustinsertion loss

PC: 0.10 dB (98% Transmission)APC: 0.25 dB (95% Transmission)

Rückreflektion return loss

PC: -40 - -30 dBUltra-polished PC: - 50 dBAPC: < -60 dB

PC - Physical contactAPC - Angled physical contact, schräge Faserenden (typ. 8o)

Polarisationserhaltende Fasern

Polarization Maintaining Fiber (PMF)

Polarisation der Fundamentalmode

• Einmodige Faser hat zwei orthogonal polarisierte Moden mit gleiche Ausbreitungskonstanten

• Bruch der Rotationssymmetrie (Elliptizität, Verspannung) erzeugt Doppelbrechung => Aufhebung der Entartung

Polarisation in idealer Glasfaser

Jeder Polarisationszustand (linear, diagonal, zirkular, …) bleibt in perfekt symmetrischer Glasfaser erhalten

Polarisation in realer Glasfaser

Verspannung erzeugt Doppelbrechung=> Ausbreitungskonstanten hängen von Polarisation ab => Änderung der Polarisation bei Ausbreitung

Polarisationserhaltende Fasern

Bordotierte Stressoren oder‚stress applying parts‘ - SAPs mit anderem Ausdehnungs-koeffizient als Rest des Mantels- SAP: 3*10-6/oC- Mantel: 5*10-7/oC

SAP schrumpft stärker beim Abkühlen

Zugverspannung erzeugt große Doppelbrechung im Faserkern

Polarisationserhaltende Fasern

Doppelbrechung durch Verspannung viel größer als Doppelbrechung durch externe Einflüsse=> Polarisation entlang der Hauptachsen bleibt erhalten

Produktion

Schwebungslänge

Engl.: beat lengthPeriode der Polarisationsänderung entlang der Faserkleine beat length => große Doppelbrechung

Übersprechen – cross talk

Typische Werte zwischen -30 und -25 dB/100 m

PANDA Steckverbinder