خصائص النفاذية في الالياف البصرية

خصائص النفاذية في الالياف البصرية
1. التوهين (Attenuation).
2. خسائر امتصاص المادة (Material Absorption Losses)
3. خسائر الاستطارة الخطية (Linear Scattering Losses)
4. خسائر الاستطارة اللاخطية (Nonlinear Scattering Loses)
5. خسارة انحناء الليف (Fiber Bending Loss)
6. التشتت (Dispersion)
7. التشتت النمطي الداخلي او اللوني (Intramodal or Chromatic Dispersion)
8. التشتت النمطي البيني (Dispersion Intramodal)
9.التشتت الاجمالي لليف (Overall Fiber Dispersion )
10.الضوضاء النمطية (Modal Noise)
11. الاستقطاب (Polarization) ويتضمن الانكسار الثنائي النقطي
(Modal Birefringence)

1. التوهين (Attenuation)
هو مقدار الضعف في اشارة الليزر اثناء مرورها خلال الليف البصري ويحسب كالاتي:


حيث معامل التوهين و قدرة شعاع الليزر قبل دخولها الى الليف و قدرة شعاع الليزر بعد خروجه من الليف و طول الليف البصري.
2. خسائر امتصاص المادة (Material Absorption Losses)
هي الخسائر الناتجة عن امتصاص جزء من قدرة شعاع الليزر وتحويلها الى حرارة داخل مادة الملف.وهذه الخسائر تعتمد على الطول الموجي لشعاع الليزر,والجدول الاتي يبين اهم المواد التي تستخدم في تطعيم الزجاج الذي تصنع منه الالياف البصرية.
ايونات التطعيم الطول الموجي الاعلى للامتصاص (nm) التوهين لوحدة الطول (dB/km)
الكروم (Cr) 625 1.6
الكاربون (C) 685 0.1
النحاس (Cu) 850 1.1
الحديد الثنائي (Fe) 1100 0.68
الحديد الثلاثي (Fe) 400 0.15
النيكل (Ni) 650 0.1
المنغنيز(Mn) 460 0.2
الفناديوم (V) 725 2.7



3. خسائر الاستطارة الخطية (Linear Scattering Losses)
وتتضمن نوعين هما:
أ. خسائر استطارة رايلي (Rayleigh) ويمكن حساب معامل استطارة رايلي كالاتي:

حيث هو الطول الموجي لشعاع الليزر و معامل انكسار مادة الليف و معامل المرونة البصرية ثابت يساوي ( ) و ثابت بولتزمان ( ) و ( ) درجة الحرارة الافتراضية لليف .
ب- خسارة استطارة ماي (Mie) وهي ناتجة عن عدم التجانس في تركيب الليف البصري خلال عمليات التصنيع .
4. خسائر الاستطارة اللاخطية
وتتضمن نوعين هما :
أ- استطارة بريلوين المحتثة وهي تظهر عند قيمة معينة من قدرة شعاع الليزر كالاتي :



ب- استطارة رامان المحتثة وهي تظهر عند قيمة معينة من قدرة شعاع الليزر كالاتي :


حيث d قطر منطقة اللب في الليف البصري و v عرض الحزمة للمصدر .
مثال : ليف بصري منفرد النمط فيه قطر منطقة اللب ( ) يمتلك معامل توهين مقداره ( ) عند العمل بالطول الموجي ( ) وعرض حزمة المصدر الليزر ( ) احسب ايهما اكبرالقدرة اللازمة لظهور استطارة بريليون المحتثة ( ) ام القدرة اللازمة لظهور استطالة رامان المحتثة ( ) ؟





5. خسارة انحناء الليف :
يسبب انحناء الليف البصري خسارة في طاقة شعاع الليزر المار خلال هذا الليف ويحسب نصف القطر الحرج ( ) لانحناء الليف كالاتي :

حيث