Valokuitujen lähetyshäviön ja aallonpituuden välinen suhde on tärkeä kysymys valokuituviestinnän alalla, koska eri aallonpituuksilla oleva valo kohtaa erilaisia häviömekanismeja eteneessään optisissa kuiduissa. Valokuitujen häviöt sisältävät pääasiassa absorptiohäviöitä, sirontahäviöitä ja taivutushäviöitä, ja nämä häviömekanismit liittyvät läheisesti valoaaltojen aallonpituuteen. Tässä artikkelissa analysoidaan näiden kahden välistä suhdetta.
1, Absorptiohäviö
Absorptiohäviöllä tarkoitetaan itse kuitumateriaalin absorptiovaikutuksen aiheuttamaa energiahäviötä valoaaltojen eteneessä kuitumateriaalissa. Kuituoptiset materiaalit, pääasiassa piidioksidi (SiO2), absorboivat enemmän valoenergiaa tietyillä aallonpituuksilla, kuten OH - -ionien absorptiohuippu infrapuna-alueella ja elektronien siirtymäabsorptio ultraviolettialueella. Tyypillinen pienihäviöikkuna sijaitsee noin 850nm, 1310nm ja 1550nm, koska kuitumateriaalien absorptio on minimaalinen näillä kolmella aallonpituudella.
2, sirontahäviö
Sirontahäviöt sisältävät pääasiassa Rayleigh-sironta ja epälineaarinen sironta. Rayleigh-sironta johtuu optisten kuitumateriaalien mikroskooppisesta epähomogeenisuudesta, mikä voi saada osan valoaaltojen energiasta poikkeamaan niiden alkuperäisestä etenemissuunnasta. Rayleigh-sirontahäviö on kääntäen verrannollinen aallonpituuden neljänteen potenssiin, mikä tarkoittaa, että mitä pidempi aallonpituus, sitä pienempi on sirontahäviö. Aallonpituudella 1550 nm Rayleigh-sirontahäviö on minimoitu.
Epälineaarinen sironta, kuten Raman-sironta ja Brillouin-sironta, liittyy aallonpituuteen ja valon intensiteettiin, ja sitä voidaan yleensä hyvin hallita pitkän aallonpituuden alueella.
3, Taivutushäviö
Taivutushäviö tapahtuu kuidun taivutuksen aikana, varsinkin kun taivutussäde on pieni. Kun valoaallot etenevät taivutetuissa optisissa kuiduissa, osa valonsäteistä pakenee kuituverhoilusta taittumisen vuoksi, mikä johtaa energian menetykseen. Taivutushäviön ja aallonpituuden välinen suhde on monimutkainen, mutta yleisesti ottaen, kun aallonpituus on pidempi, taivutushäviö on suhteellisen pieni, koska pitkän aallonpituuden valo jää todennäköisemmin kuituun.
Optisen kuidun häviö on suhteellisen pieni kolmessa aallonpituusikkunassa 850 nm, 1 310 nm ja 1 550 nm. Häviö 1 550 nm:n ikkunassa on pienin ja vaihtelee välillä 0,19 dB/km - 0,25 dB/km, joten 1550 nm:n optisen aallonpituuden suositeltavin {7. Lisäksi optisten kuitujen pienen dispersion ansiosta 1550 nm:n aallonpituudella niillä on myös etuja nopeassa{10}}lähetyksessä.
Sopivan aallonpituuden valinta on tärkeää kuituoptisten viestintäjärjestelmien suorituskyvyn optimoimiseksi. Kun otetaan huomioon tekijät, kuten häviö, dispersio, epälineaariset vaikutukset ja kustannukset, valitaan yleensä kolmen aallonpituuden välillä 850 nm, 1 310 nm ja 1 550 nm erilaisten sovellusvaatimusten täyttämiseksi. Esimerkiksi lyhyen-etäisyyden lähiverkot voivat käyttää 850 nm, kun taas pitkän matkan-runkoverkot yleensä 1550 nm.
