Vzťah medzi stratou prenosu optického vlákna a vlnovou dĺžkou je dôležitou otázkou v oblasti komunikácie optických vlákien, pretože rôzne vlnové dĺžky svetla sa pri šírení v optických vláknach stretávajú s rôznymi mechanizmami strát. Straty v optických vláknach zahŕňajú najmä straty absorpciou, straty rozptylom a straty ohybom, pričom tieto stratové mechanizmy úzko súvisia s vlnovou dĺžkou svetelných vĺn. Tento článok analyzuje vzťah medzi týmito dvoma.
1, Absorpčná strata
Strata absorpciou sa týka straty energie spôsobenej absorpčným účinkom samotného vláknitého materiálu, keď sa vo vláknitom materiáli šíria svetelné vlny. Materiály z optických vlákien, najmä oxid kremičitý (SiO2), absorbujú viac svetelnej energie pri určitých vlnových dĺžkach, ako je vrchol absorpcie iónov OH - v infračervenej oblasti a absorpcia prechodu elektrónov v ultrafialovej oblasti. Typické okno s nízkou stratou sa nachádza okolo 850 nm, 1310 nm a 1550 nm, pretože absorpcia vláknitých materiálov je pri týchto troch vlnových dĺžkach minimálna.
2, Strata rozptylom
Straty rozptylom zahŕňajú hlavne Rayleighov rozptyl a nelineárny rozptyl. Rayleighov rozptyl je spôsobený mikroskopickou nehomogenitou v materiáloch optických vlákien, ktorá môže spôsobiť, že časť energie svetelných vĺn sa odchýli od ich pôvodného smeru šírenia. Rayleighova strata rozptylom je nepriamo úmerná štvrtej mocnine vlnovej dĺžky, čo znamená, že čím dlhšia je vlnová dĺžka, tým menšia je strata rozptylom. Pri vlnovej dĺžke 1550 nm je Rayleighova rozptylová strata minimalizovaná.
Nelineárny rozptyl, ako je Ramanov rozptyl a Brillouinov rozptyl, súvisí s vlnovou dĺžkou a intenzitou svetla a vo všeobecnosti sa dá dobre ovládať v oblasti dlhých vlnových dĺžok.
3, Strata ohybom
Pri ohýbaní vlákna dochádza k strate ohybom, najmä ak je polomer ohybu malý. Keď sa svetelné vlny šíria v ohnutých optických vláknach, časť svetelných lúčov unikne z plášťa vlákna v dôsledku lomu, čo vedie k strate energie. Vzťah medzi stratou ohybom a vlnovou dĺžkou je zložitý, ale všeobecne povedané, keď je vlnová dĺžka dlhšia, strata ohybom je relatívne malá, pretože svetlo s dlhou vlnovou dĺžkou pravdepodobne zostane obmedzené vo vlákne.
Strata optického vlákna je relatívne nízka v troch vlnových dĺžkach 850nm, 1310nm a 1550nm, pričom strata v 1550nm okne je najmenšia, pohybuje sa od 0,19dB/km do 0,25dB/km, vďaka čomu je 1550nm preferovanou vlnovou dĺžkou}pre diaľkové optické vlákno{7} Okrem toho vďaka malému rozptylu optických vlákien pri vlnovej dĺžke 1550 nm majú výhody aj vo vysoko{10}}rýchlostnom prenose.
Výber vhodnej vlnovej dĺžky je dôležitý pre optimalizáciu výkonu komunikačných systémov s optickými vláknami. Vzhľadom na faktory, ako sú straty, rozptyl, nelineárne efekty a náklady, sa zvyčajne volí medzi tromi vlnovými dĺžkami 850 nm, 1310 nm a 1550 nm, aby sa splnili rôzne aplikačné požiadavky. Napríklad miestne siete s krátkym{5}}dosahom môžu používať 850 nm, zatiaľ čo-ďaleké siete s chrbticovou sieťou zvyčajne používajú 1 550 nm.
