translte skso tugas kelompok sebelum uts

SISTEM KOMUNIKASISISTEM KOMUNIKASI SERAT OPTIKSERAT OPTIK

TRANSLATE TRANSLATE

AN INTRODUCTION FIBER OPTIC SYSTEMAN INTRODUCTION FIBER OPTIC SYSTEM

SECOND EDITIONSECOND EDITION JOHN POWERS JOHN POWERS

HAL 1 - 40HAL 1 - 40

DISUSUN OLEH :DISUSUN OLEH :

DEFI DWI PRATIWI D306015DEFI DWI PRATIWI D306015

ERICO SEPTIAHARI D306051ERICO SEPTIAHARI D306051

RACHMADI DARMINTO D306010RACHMADI DARMINTO D306010

SRI YANI D306013SRI YANI D306013

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

AKADEMI TEKNIK TELEKOMUNIKASI SANDHY PUTRA PURWOKERTO

11 TRANSLATE SEBELUM UTS/SKSO/ PENGAMPU/ ANGGUN FITRIANI ISNAWATI,ST/AKATEL

2009/2010

BAB 1

Pengenalan

Teks ini memusatkan pada aplikasi dari serabut berhubung dengan tugas membawa

informasi dari titik-titik untuk menunjuk jarak rata-rata produk data yang tinggi dengan

integritas data yang tinggi. Hal ini akan menghilangkan gambaran mengenai aplikasi dari

serabut, meskipun hal tersebut menurut sejarahnya mendahului aplikasi komunikasi tersebut.

Gambar 1.1 pada halaman berikut menunjukkan suatu jaringan serabut. Di garis

puncak dari gambar, suatu sumber optik, seperti suatu laser semipenghantar atau LED, diatur

oleh suatu sinyal. (Modulator manapun dapat berasal dari luar sumber, sebagai penunjuk,

atau sumber-sumber yang dapat diatur secara langsung). Cahaya keluaran yang diatur

diperkenalkan ke dalam serabut menghubungkan melalui suatu satuan penghubung atau

melalui suatu serabut yang permanen sebagai penyambung. Jika jaringannya adalah panjang,

intensitas cahaya dikurangi oleh karena peristiwa tertentu di serabut, dan sinyal optik

kemungkinan perlu untuk diperbaharui oleh suatu pengulang, seperti ditunjukkan di garis

yang kedua dari gambar. Alat ini terdiri dari suatu detektor terhubung dengan optikyang

mengkonversi cahaya ke dalam suatu voltase, beberapa untaian elektronik untuk mendeteksi

isyarat itu, dan suatu sumber yang terhubung dengan optik yang memperbaharui isyarat yang

dideteksi tersebut. Dengan begitu kuatnya isyarat yang terhubung dengan optik berproses

pada caranya melalui lebih banyak serabut. Sebuah alternatif untuk mengulangi sinyal adalah

menurut ilmu optika derngan memperkuat cahaya itu, seperti ditunjukkan di garis yang ketiga

dari gambar. Kotak "WDM" menghadirkan sesuatu bagian-bagian yang panjang yang terdiri

dari banyak bagian yang terhubung dengan optik berkombinasi berkas cahaya sinyal dan

suatu laser pompa (pada dua panjang gelombang yang berbeda) di dalam suatu optical-fiber

amplifier. Amplifier serabut memperkuat berkas cahaya isyarat yang menggunakan tenaga

dari berkas cahaya laser pompa tanpa menuntut optical/electronic dan electronic/optical di

konversi. Akhirnya, sinyal optik yang terhubung tiba di tujuannya ( dibagian sebelah kanan

bawah dari gambar) dan informasi jadi kembali baik dan dikonversi kembali ke format asli

nya.


Perancangan suatu jaringan serabut optik yang serupa ditunjukkan didalam Gambar

1.1 adalah suatu proses yang interaktif. Untuk menggambarkan sebagian dari hasil yang

diperlukan, kita mempertimbangkan sebagian dari aneka pilihan yang harus dibuat. Pemilihan

di satu area akan berdampak pada aneka pilihan di area yang lain.

Sinyal untuk dipancarkan: Apakah sinyal yang digital atau analog? Apa saja yang

merupakan milik sinyal (analog) luas bidang atau (digital) data menilai? Apa saja

yang merupakan cakupan yang dinamis (yaitu apakah merupakan kekuatan isyarat

yang minimum dan maksimum)? Apa yang dimaksud dengan perbandingan keluaran

dari penerima? Apa yang dimaksud dengan bisa diterima ( digital) rata-rata kepingan

error?

Sumber: Perlukah seseorang memilih suatu LED atau sumber laser? Mengenai apa

panjang gelombang? Format modulasi apa yang harus digunakan AM atau FM untuk

sinyal analog; berdenyut modulasi amplitudo ( PAM) atau berdenyut modulasi posisi

(PPM), dan lain lain untuk suatu bentuk gelombang yang digital? Apa yang

merupakan sumber biaya, keunggulan, daya mengukur keluaran? Bagaimana

membuat stabil ketika sumber di temperatur berubah? Suatu sumber yang lebih kuat

akan mengikuti jarak terjauh – seberapa panjang sinyal akan pergi dari aplikasi

pemakai.


Detektor: Dari apakah material perlu menyediakan kepekaan yang maksimum di

panjang gelombang guna menarik perhatian? Tentang apa biaya? Apakah pemakai

memerlukan kepekaan cukup untuk membenarkan kompleksitas dan biaya tambahan

dari suatu detektor? Bagaimana menstabilkan penampilan dari detektor dari

perubahan temperatur?

Serabut: Apakah serabut diperlukan untuk menemukan sasaran hasil desain sistem

itu? Apa produk bandwidth-distance?Apakah single-mode serabut yang diperlukan

akan mencukupi multimode serabut? Apakah pemasangan kabel dari serabut

diperlukan kekuatan para anggotanya, menggerakkan konduktor, ukuran, berat?

Konektor dan menyambung: Apakah sambungan dan konektor diperlukan untuk

menemukan dan membatasi? Bagaimana mudahnya untuk membuat suatu sambungan

di bawah kondisi-kondisi pada saat beroperasi? Apakah konektor harus tinggal diluar

air atau gas?

Pengulang dan amplifier: Perlukah jaringan menggunakan pengulang yang

elektronik (di mana isyarat dideteksi, membebaskan dan memancarkan kembali) atau

amplifier terhubung dengan optik (di mana isyarat yang terhubung dengan optik

diperbesar)? Di mana perlu alat ditempatkan untuk memaksimalkan signal

perbandingan itu? Apa saja yang terbaik untuk mengatur jarak?

Pertanyaan yang harus dipenuhi adalah memenuhi suatu sukses mendisain yang menemukan

sasaran hasil jaringan itu. Bagi pekerja di dalam teknologi ilmu optik serabut banyak aneka


pilihan.Hal itu adalah tujuan teks ini untuk mengijinkan pemakai dari teknologi ilmu optik

serabut untuk memenuhi suatu pemesanan pertama perancangan suatu jaringan untuk suatu

aplikasi, sedangkan penilaian memerlukan sesuatu untuk mencapai tujuan yang diinginkan.

1.1 Bandwidth dan Tarif Data

Menurut sejarah, persyaratan luas bidang untuk komunikasi sudah menunjukkan suatu

kecenderungan peningkatan dengan menggandakan tiap-tiap dua tahun. Cara tradisionil dari

persyaratan ini telah menjadikannya untuk meningkatkan frekuensi pembawa, seperti luas

bidang informasi dibatasi untuk paling banyak, sepadan dengan pengangkut (untuk baseband

transmisi) atau beberapa pecahan dari pengangkut itu. Karenanya, pertemuan permintaan luas

bidang harus ditingkatkan, pengangkut informasi mempunyai transitioned dari HF ke VHF ke

UHF ke gelombang mikro ke ombak milimeter dan, akhirnya ke gelombang cahaya.

Luas bidang dari suatu medium yang copper-based diikat rugi oleh karena

mediumnya. Di dalam teknologi yang sejalur, kerugian kabel di dalam desibel setiap

panjangnya) peningkatan secara linier dengan frekuensi pembawa. Pengurangan dari

kerugian pada frekuensi tertentu dapat dicapai dengan terus meningkatkan garis tengah dari

kabel/telegram, tetapi kemudian kabel menjadi terlalu besar sekali ukurannya dan besar.

Fiber-O kabel saraf tak sadar tidak memperlihatkan peningkatan yang linier ini di dalam

kerugian dengan frekuensi, dan kerugian dapat dibuat sekecil mungkin oleh konstruksi

serabut yang sesuai dan pilihan yang sesuai dari beroperasinya panjang gelombang.

Di dalam mempertimbangkan daftar biaya pengiriman barang-barang data, beberapa

benchmark daftar biaya pengiriman barang-barang data boleh jadi bermanfaat. Industri

telepon telah mendirikan dan menetapkan daftar biaya pengiriman barang-barang data baku

untuk berbagai aplikasi. Tabel 1.1 barang-barang data untuk sistem Amerika Utara, dan Tabel

1.2 untuk daftar biaya pengiriman Jepang dan Sistem yang Eropa.


1.1.1 Tarif Data dan Bandwidth

Mari kita mempertimbangkan hubungan antara BW luas bidang yang analog dari

suatu isyarat dan data DR yang diperlukan untuk memancarkan suatu versi yang digitized

(menyangkut) sinyal itu.

Perkiraan bahwa isyarat meluas dari 0 Hz kepada suatu frekuensi bagian atas tentang

BW Hz. ( Sebagai Contoh, suatu isyarat audio meluas kepada dari dc 20,000 Hz; suatu isyarat

video di Amerika Serikat meluas dari 0 sampai 5 MHZ. Seperti sinyal sebelum diatur ke

suatu gelombang pembawa, disebut sebagai suatu baseband sinyal.

Sampling (sample/contoh): The Nyquist menunjukkan bahwa untuk merekonstruksi

suatu sinyal analog, kita harus mencoba gelombang pada suatu tingkat tarif sepadan

dengan lebih besar dari dua kali lebih frekuensi yang paling tinggi (yaitu kita harus

mencoba pada suatu tingkat tarif lebih besar dari atau sepadan dengan 2 x BW).

Mempertimbangkan suatu faktor sampling di mana frekuensi sampling diberi oleh S x

BW. Nilai-Nilai yang yang layak terbentang dari 6 sampai 10.

Digitazion (Digitisasi): Sekali sample/contoh, masing-masing contoh bentuk

gelombang harus digitized. Banyaknya kepingan N setiap mencoba tergantung dengan

ketelitian yang diperlukan. Delapan kepingan mengijinkan data untuk dibagi menjadi

256 ( 28) tingkatan kuantisasi, memerlukan ketelitian lebih menggigit. Duabelas

kepingan mewakili sebagai salah satu contoh dari 4096 tingkatan; enambelas

kepingan akan memberi 65,536 tingkatan. Sekarang ini delapan kepingan yang pada

umumnya menghadirkan hasil yang rendah dari ketelitian yang bisa diterima dan

enambelas kepingan mutakhir (kecuali, jika meminta ketelitian yang ekstrim).

Maka, kita menemukan bahwa data tingkat isyarat yang digitized di dalam unit dari kepingan

per detik) nantinya

DR = S x N x BW (1.1)


di mana S x BW menunjukkan banyaknya contoh per detik dan N adalah banyaknya

kepingan setiap mencoba. Kita dapat memperkirakan luas bidang B dari suatu yang

membawa data tingkat DR [sebagai/ketika]

B = DR/2. (1. 2)

(Adalah penting memisahkan di dalam luas bidang itu ( BW) dari isyarat informasi dari luas

bidang B dari pengangkut memerlukan untuk versi yang digitized dari isyarat.)

Karenanya, kita lihat bahwa tingkat tarif data akan selalu berbagi dari luas bidang dari

informasi itu. Ukuran dari pengali adalah S x N, nilai-nilai dapat terbentang dari suatu khas

rendah dari 2 x 8= 16 persis sama dengan khas tinggi dari 10 x 16 = 160. Dari faktor pengali

ini yang kita pahami yang ditingkatkan di data memerlukan suatu peningkatan yang penting

rata-rata data itu untuk menyempurnakan pertimbangan ilmu optik serabut.

1.2 Keuntungan Serabut

Di antara keuntungan yang potensial yang ditawarkan oleh komunikasi serabut terhubung

dengan optik serabut adalah:

Luas bidang yang lebar/luas. Luas bidang dari suatu medium. tergantung secara

langsung dengan frekuensi pembawa. Pengangkut yang berhubung dengan optik

adalah rf yang lebih pandai dan pengangkut gelombang mikro oleh karena frekuensi

yang lebih tinggi yang dimiliki mereka. Serabut yang berhubung dengan optik

menawarkan kemungkinan dari beberapa beribu-ribu GHZ ( yaitu, beberapa THz)

dari luas bidang.

Beban cahaya dan ukuran yang kecil. Dalam kaitan dengan volume kecil mereka

dan kepadatan yang lebih rendah, kabel serabut yang berhubung dengan optik

menikmati keuntungan berat/beban yang yang pantas dipertimbangkan di atas kabel

sumbu yang khusus (suatu ukuran dari suatu rol dari kabel yang fiber-optic, aturan

dari ibu jari adalah bahwa seseorang dapat mencapai “lima puluh miles tiap galon”,

yaitu suatu kumparan yang berisi lima puluh miles dari serabut menduduki volume

dari satu gallon bensin dapat kira-kira 30 cm x 15 cm x 18 cm.


Imunitas ke Elektromagnetik. Sejak serabut yang berhubung dengan optik adalah

nonconducting, mereka tidak menghasilkan maupun menerima gangguan campur

tangan yang elektromagnetik. Jenis ini mengijinkan penggunaan dari serabut di dalam

daerah dari medan elektrik yang tinggi, seperti dengan tenaga elektronika, radar

memberi masukan dan antena, ledakan nuklir, dan sumber lain seperti itu dari

elektromagnetik keras. Tentunya salah satu dari aplikasi dari ilmu optik serabut

adalah mengirimkan sinyal kendali ke dalam pembangkit listrik, di mana menukar

penumpang sementara bisa menghapuskan semuanya. Telemetri lapangan untuk

membawa informasi ke luar dari suatu sistem diunjukkan ke isyarat yang

electromagnetis tinggi, seperti EMP ( denyut nadi yang electromagnetis) atau

lightning-strike uji coba pesawat terbang militer dan proyektil, juga menggunakan

ilmu optik serabut. Akhirnya, serabut berhubung dengan mata digunakan untuk

telemeter informasi ke luar dari bom atom bawah tanah menguji gua besar dalam

tanah, di mana EMP dari peledakan akan mencemari data dari eksperimen itu

Ketiadaan EMI Crosstalk Antar Channels. Satu format dari EMI terjadi ketika dua

bentuk pelaksanaan berada cukup dekat satu sama lain mengirimkan sinyal dari satu

untuk bocor ke dalam yang lain crosstalk yang dipanggil oleh karena overlap medan

elektromaknitis. Solusi yang tradisional telah memasukkan separasi lebih lanjut dari

kabel atau penamengan yang ditingkatkan (yaitu, termasuk suatu kawat yang

dikandaskan menghubungkan di sekitar kabel individu singkat ke luar bidang) dengan

demikian meningkatkan ukuran tersebut, beban dan ongkos kabel sejalur itu.

Bagaimanapun bidang yang terhubung dengan optik adalah hal kecil, seadanya

penghapusan yang berhubung dengan optik antara kabel yang bersebelahan.

Ketiadaan Sparking. Karena aplikasi mempunyai tujuan khusus yang memerlukan

transmisi dari informasi melalui area muatan berbahaya (misal,area dengan bahan

peledak atau bahan bakar yang mudah terbakar), serabut tidak menawarkan

keuntungan yang potensial dari sparking jika ada suatu retakan di jalur transmisi itu.

Sebagai contoh, jalan memutar diikuti di dalam secara elektris memancarkan

informasi dari suatu badan pesawat terbang kepada setasiun sayap untuk menghindari


bahan bakar tangki/tank di sayap-sayap itu. Penggunaan dari ilmu optik serabut

mengijinkan baris untuk ditaklukkan oleh yang jalur langsung.

Kecocokan dengan Sumber Solid-State. Dimensi fisik dari sumber yang fiber-optic,

detektor, dan konektor, seperti halnya serabut itu sendiri, adalah kompatibel dengan

elektronika yang miniaturized modern. Kebanyakan komponen ada tersedia di dalam

rangkap berderet pengemasan ( mencelupkan kemasan), pembuatan kerja pemasangan

pada suatu sirkit yang dicetak sangat gampang menumpang. Ukuran yang ringkas

tentang komponen menjadi arti penting yang utama dalam membuat teknologi yang

baru bisa diterima oleh perancang yang elektronik di masa kini.

Harga yang rendah. Tembaga adalah suatu komoditas yang kritis di pasar dunia, hal

itu mengikuti kepada fluktuasi yang mengarah ke bawah dan menaik cepat di dalam

suatu harga. Komponen yang utama dari serabut gelas yang berbasis tanah kerikil,

pada sisi lain, secara luas tersedia adalah bukan suatu komoditas yang kritis. Harga

tradeoffs, membandingkan suatu jaringan yang fiber-optic dengan teknologi alternatif,

adalah pada umumnya dependent pada data yang menilai daftar biaya pengiriman

barang-barang data sinus yang rendah dapat menggunakan secara ekonomis dengan

kabel sesumbu. Semua analisis yang ekonomis menunjukkan bahwa, pada beberapa

nilai dari tingkat tarif data, suatu jaringan serabut menjadi hemat biaya. Penempatan

yang tepat dari titik persimpangan harga adalah sensitif bagi banyak variabel, tetapi

kecenderungannya adalah teknologi yang clear-fiber-optic adalah hemat biaya hanya

untuk wideband sinyal (dengan daftar biaya pengiriman barang-barang data secara

khas lebih dari sepuluh dari megabits per detik). Tentu saja, jika satu keuntungan

tentang ilmu optik serabut (Misal, imunitas ke EMI), kemudian manfaat ini sendirian

mungkin membenarkan penggunaannya seperti sering terjadi di dalam aplikasi

militer. Persyaratan ini untuk wideband sinyal untuk membenarkan suatu faktor

ekonomi untuk membentengi ilmu optik serabut persis sama dengan kerugian di pasar

Amerika, di mana peraturan menghalangi suatu pengguna telepon dari menyediakan

jasa yang lain seperti TV kabel. Sedangkan negara-negara yang lain berkombinasi

telepon mereka, yang berhubungan dengan pos dan jasa penyiaran dan sedang

menyelidiki penggunaan dari suatu single-fiber menetes jatuh untuk menyediakan jasa

jalur lebar, di Amerika Serikat hanya perusahaan televisi kabel sekarang yang saat ini


mempunyai luas bidang yang potensial untuk membenarkan pemasangan rumah yang

fiber-optic kecuali jika jasa yang baru, seperti electronic-catalog yang berbelanja,

ditawarkan ke telepon para langganan.

Tidak ada Lisensi Emisi. Sejak ilmu optik serabut menjadi suatu alat dari informasi

memindahkan, tidak ada lisensi pemerintah yang diperlukan untuk menerapkan suatu

jaringan. Keuntungan penawaran yang potensial ini ke perusahaan yang

menginginkan suatu point-to-point komunikasi menghubungkan antara dua

penempatan untuk penggunaan yang temporer dan itu harapan untuk menghindari

proses perijinan yang memakan waktu. Walaupun cara yang benar harus dirundingkan

untuk jalur kabel serabut, hal ini sering jadi lebih bagi mereka ada proses perijinan.

1.3 Kerugian Serabut

Bersama dengan keuntungan, tentu saja, datang beberapa kerugian yang potensial. Ini

meliputi:

Ketiadaan Bandwidth/Luas Bidang Permintaan, Walaupun sistem yang fiber-optic

telah dipertunjukkan dengan multigigabit daftar biaya pengiriman barang-barang data

dan bahkan terabits daftar biaya pengiriman barang-barang, sedikit para pemakai

mempunyai persyaratan untuk data daftar biaya pengiriman barang-barang seperti itu

pada saat ini . Total lalu lintas di dalam Amerika Utara telah diperkirakan untuk

sekitar sepertiga dari suatu terabit per detik (yaitu, 333 Gb/S) di tahun 1995. Karena

pada daftar biaya pengiriman barang-barang data, lapangan untuk serabut berharga

lebih dari yang konvensional, pada waktu itu belum cocok untuk aplikasi ini. Banyak

serabut yang diinstall mempunyai kapasitas kelebihan di luar pemakaian mereka.

Kecenderungan yang meramalkan, bagaimanapun masyarakat akan memerlukan

daftar biaya pengiriman barang-barang data tinggi ketika kita menjadi lebih

bergantung pada informasi. Bahkan sekarang, aplikasi nampak yang memerlukan

transmisi yang sesungguhnya dari informasi gambar resolusi yang tinggi atau terdiri

dari banyak bagian dari banyak menggali ke dalam suatu jalan untuk lalu lintas cepat

data.


Sebagai tambahan, lower-cost komponen dipikirkan untuk low-data-rate lapangan

untuk bermain golf. Ongkos low-loss serabut, plastik connectors, long-wavelength

sumber diode pemancar cahaya, dan lain komponen yang ekonomi adalah dengan

mantap mengurangi ongkos lower-performance lapangan untuk bermain golf.

Para Pemakai dari ilmu optik serabut menemukan keuntungan, dalam beberapa hal,

mengantisipasi permintaan mendatang untuk luas bidang, sejak instalasi dari suatu

jaringan serabut yang terhubung dengan optik adalah secara khusus suatu penanaman

modal dengan diantisipasi seumur hidup dari di atas 20 tahun. Hal itu adalah mungkin

dalam beberapa hal untuk meningkatkan mutu capaian jaringan dengan pertukaran itu,

sumber dan penerima, sedangkan pemeliharaan yang sama serabut yang diinstall.

Ketiadaan Standard. Sebab ilmu optik serabut adalah suatu teknologi yang secara

relatif baru, standarnya adalah baru saja dikembangkan.

Secara sederhana, waktu keputusan bagi standard yang diatur telah menjadi sukar

untuk menetapkannya, karena satu teknologi pembekuan dalam rangka menetapkan

yang baku. Brown dengan cepat mengembangkan bidang seperti ilmu optik serabut,

yang dilakukan ragu-ragu untuk membekukan teknologi secara prematur kalau-kalau

agar mereka mempunyai suatu terobosan yang utama. Hukuman untuk perilaku ini

adalah bahwa komponen disain brown status yang tetap tentang perubahan terus

menerus, dengan masing-masing pabrikan yang memuji keunggulan produk. Sampai

pasar membuat suatu keputusan berharga dari berbagai produk, peristiwa yang cocok

bagi pemakai adalah tidak mampu membuat keputusan disain teknis perlu dan sebagai

konsekuensi pada garis batas itu yang menggabungkan dengan penanaman modal

memerlukan untuk poin-poin komunikasi, konservatisme adalah sangat dihargai.

Standard yang Fiber-optic disimpan kelompok perdagangan pabrikan telekomunikasi

yang menggolongkan kedua-duanya yaitu nasional dan internasional, dan para petugas

pemerintah (seperti standard militer untuk pertahanan sistem). Standard yang sekarang

ini ada untuk dimensi serabut, beberapa teknik pengukuran, dan dua jaringan

komunikasi (FDDI dan SONET, yang dibahas di dalam Bab 8). Panitia ada untuk

menstandardisasi beberapa disain konektor dan komponen yang electro-optic, tetapi

sedikit keputusan telah dibuat.


Konsekuensi dari standard ketiadaan ini dilihat sebagai contoh di penghubung

ketidakcocokan. Penghubung dari bermacam-macam disain tersedia dari berbagai

pabrikan, dan biasanya tidak cocok/bertentangan satu sama lain. Sebagai konsekuensi,

suatu bagian yang utama dari proses disain adalah suatu evaluasi dari konektor

mendisain untuk jaringan yang dihasilkan. Standardisasi akan secepatnya muncul

dewasa ini menggunakan teknologi dengan suatu kesepakatan yang dicapai mengenai

teknik yang jauh lebih baik.

Radiasi yang menjadi gelap. Kaca optik meredup ketika dibuka ke radiasi [ 2, 3].

Walaupun pokok-pokok dari interaksi tergantung dengan tingkat tarif dosis dan

sejarah waktu dari dosis, seperti halnya jenis radiasi dan material dan dopants dari

gelas [ 4-6], secara umum serabut yang terhubung dengan optik adalah peka dengan

gangguan radiasi. Sedang riset melanjutkan untuk mempelajari interaksi dan untuk

mengidentifikasi gelas yang memperkecil efek itu [3,7,8]. Kebanyakan serabut optik

tidak bisa digunakan lingkungan nuklir, seperti ruang reaktor atau platform

mengunjukkan ke arah nuklir.

1.4 Sejarah

Prinsip dari total pantulan internal telah dipelajari oleh Tyndall di sekitar tahun 1850.

Pengembangan dari serabut berhubung dengan optik yang terjadi di sekitar tahun 1950 yang

dikemudikan dengan aplikasi digambarkan secara medis dan menguji bidang yang tidak

bersifat menghancurkan. Plastik serabut adalah juga digunakan untuk menerangi efek

pencahayaan. Sepanjang akhir tahun 1960 aspek komunikasi dari ilmu optik serabut muncul

sebagai keunggulan ketika berbagai rencana untuk transmisi secara angkasa atau merinci

rencana gelombang terpandu membuktikan tidak praktisnya untuk transmisi yang ringan.

Industri telekomunikasi mempunyai aturan dari suatu sistem transmisi gelombang terpandu

mempunyai keinginan untuk mencapai transmisi hilangnya 20 dB/km atau lebih sedikit untuk

secara ekonomis bersaing dengan pengulang arus yang mengatur jarak. Serabut pada waktu

itu adalah sangat merugi, tetapi hal itu menjadi jelas dengan teknik pemurnian yang yang

serupa kepada mereka yang dikembangkan untuk silisium di industri semipenghantar bisa

digunakan untuk mengurangi kerugian itu (yang telah ditentukan oleh takaran murni di gelas


itu). Perkembangan di akhir-akhir tahun 1960 dan awal 1970 kerugian dibawa dengan lebih

rendah, sampai kerugian arus tingkat beberapa kesepuluh dari suatu dB/km telah dicapai.

Dewasa ini, teknologi melalui tiga langkah-langkah. Langkah yang pertama

menggunakan hal yang terlihat dan near-IR ( dari 600-920 nm) sumber cahaya

mengkombinasikan dengan bundel serabut. Serabut membawa isyarat berhubung dengan

mata berlebihan kepada penerima itu. Langkah yang kedua menggunakan tunggal multimode

serabut sebagai saluran, namun dengan sumber yang kelihatan dan dekat IR (short-

wavelength sumber yang disebutkan. Banyak arus instalasi short-distance yang komersil dari

jenis ini. Langkah yang yang ketiga, digunakan secara luas di dalam komunikasi perjalanan

lama dan berat, menggunakan yang disebut long-wavelength sumber yang beroperasi antara

1300 dan 1600nm disetarakan dengan serabut dari garis tengah yang lebih kecil single-mode

serabut yang disebutkan. Tingkat tarif data dan jarak antara pengulang dari kombinasi yang

belakangan ini adalah lebih pandai daripada langkah sistem yang kedua, tetapi menurunkan

ongkos sistem pada langkah yang kedua akan memastikan penggunaan dilanjutkandi dalam

aplikasi yang menuntut luas bidang rendah atau transmisi yang pendek. Usaha yang sekarang

dikembangkan dari sistem komunikasi dengan fiber-optic adalah melalui dua arah. Yang

pertama adalah rata-rata data tertinggi sistem untuk mengeluarkan aplikasi yang tinggi atau

interlokal dengan menggunakan long-wavelength sumber dan single-mode serabut,

mengkombinasikan dengan amplifier yang terhubung dengan optik. Amplifier ini

menggantikan pengulang secara elektronik. Daya dorong yang kedua adalah ke arah high-

density, jarak yang pendek, data rata-rata aplikasi seperti jasa data rumah (contohnya video

atas permintaan atau aplikasi database seperti pembukuan tiket penerbangan dan local area

jaringan komputer ( LANs). Aplikasi seperti itu terpusatkan pada mengurangi ongkos

komponen yang digunakan, jasa dan penyedia, dan standardisasi teknologi untuk mengijinkan

suatu multivendor environtment, di mana komponen dan sistem diperlakukan sebagai

komoditas dibanding potongan dari kebiasaan rancangan sistem


BAB2

Fiber optik

2,1 pengenalan

Dalam bab ini kita akan menggambarkan geometri fiber optik dan menentukan beberapa

parameter fiber yang digunakan untuk menandai bentuk fisiknya. Kita mulai dengan

menggambarkan proses pengurungan yang membuat fiber optik yang berguna,

mendefinisikan beberapa parameter, dan memperkenalkan beberapa istilah yang berhubungan

dengan fiber optik. Kita akan melihat bahwa fiber dapat menyebarkan berbagai modus

elektromagnetik. Beberapa fiber yang dirancang untuk menyebarkan modus tunggal, orang

lain akan menyebarkan beberapa jenis fiber modes.yang memiliki kelebihan.

Referensi [1-11] mewakili tulisan-tulisan awal dan deskripsi lainnya dapat ditemukan dalam

teks paling fiber optik.

2.2 optical confinement

Fiber optik bekerja dengan membatasi cahaya dalam untai panjang kaca. Dalam bentuk

yang paling sederhana, mereka silinder dielektrik waveguides terbuat dari kaca silinder

pusat dengan satu indeks bias, dikelilingi oleh suatu anulus dengan yang sedikit berbeda

indeks bias.

satu proses kurungan yang memerangkap cahaya di dalam fiber dan memungkinkannya

untuk menyebarkan bawah panjang fiber didasarkan pada prinsip pantulan internal total

pada interface dua dielctric media, seperti ditunjukkan pada Gambar. 2.1 di halaman

berikutnya. Arah propagasi gelombang rencana sudut insiden θi

dengan normal ke antarmuka seperti ditunjukkan pada gambar. Indeks bias (atau indeks

bias) n dari media diberikan oleh persamaan

(2.1)


Di mana c adalah kecepatan cahaya dalam vakum (3x108 m / detik) dan v adalah kecepatan

cahaya dalam medium. (Catatan bahwa n adalah selalu lebih besar dari 1; untuk kaca, n

adalah antara 1,4 dan 1,5) Untuk internal total refleksi terjadi, indeks bias medium yang

mengandung gelombang insiden pesawat dituntut untuk menjadi lebih besar daripada indeks

bias medium lainnya (yaitu, gelombang bergerak dari indeks yang lebih tinggi menengah ke

indeks lebih rendah-menengah) .

Hukum Snellius mengatur transmisi gelombang pesawat pemikiran antarmuka dan

diberikan oleh

(2.2)

Gambar 2.1 antarmuka geometri planar


Mana sudut insiden dan merupakan sudut transmisi. Dari hubungan ini, orang dapat melihat

bahwa mencapai 90 degress ketika mencapai nilai

(2.3)

Di mana disebut sudut kritis insiden dan diberikan oleh bagian akhir dari persamaan. Untuk

sudut-sudut kejadian sama atau melebihi sudut kritis, energi gelombang insiden sama sekali

dipantulkan kembali ke medium 1. itu adalah pantulan internal total ini yang

memungkinkan untuk menyebarkan cahaya tanpa loss.light yang insiden pada sudut sudut

kritis di bawah ini sebagian menular dan sebagian tercermin, kehilangan bagian penting dari

kekuatan ke sinar ditransmisikan.

............................................................................∞................................................................

Contoh (a) asumming yang n2 adalah 1% lebih kecil dari n1, n2 menemukan jika n1 = 1,45.

Solusi: sejak n2 adalah 1% lebih kecil dari n1. adalah 99% dari n1, jadi kita harus

(2.4)

(b) Tentukan nilai dari sudut kritis.

Solusi: sudut kritis dari foud


(2.5)

............................................................................∞.............................................................

Fiber optik yang biasa tampak seperti ditunjukkan pada Gambar .2.2 pada halaman

menghadap. Bagian tengah, yang disebut inti, adalah cylindrically ahaped dan dikelilingi

oleh suatu annulus daerah luar disebut cladding. Indeks bias n variasi radial (r) untuk

langkah-indeks fiber diplot di .2.3 arah pada halaman berikutnya. Indeks yang lebih rendah

bias dari callding adalah realted ke indeks dari inti oleh

(2.6)

Di mana Δ adalah aproksimasi untuk Δ (baik untuk Δ «1, disebut lemah Waveguide dipandu

desain) di .2.6 eq di halaman) nilai-nilai khas Δ dapat berkisar antara 0,001 dan 0,02 (yaitu,

0,1% sampai 2% ) dengan nominal indeks bias inti 1,47. biasanya, yang setinggi-tinggi juga

dikelilingi oleh jaket pelindung plastik untuk tujuan penanganan dan untuk melindungi

permukaan dari fiber membentuk kelemahan yang akan melemahkan kekuatan nya.

Gambar 2.2 langkah-indeks khas menunjukkan fiber inti dan cladding.


Gambar 2.3 indeks bias profil langkah-indeks fiber

Tabel 2.1 pada halaman berikutnya meringkas beberapa parameter khas th standar yang

terkait dengan fiber. (sementara yang ukuran standar (kecuali untuk diameter inti tunggal-

mode fiber), nilai-nilai lain adalah nilai-nilai representativ saja.)

Type Core diam

µm

Cladding diam µm ∆ Application

8/125

Single mode

8 125 0.1% to 0.2% Long

distance,hight

data rate

50/125

multimode

50 125 1% to2% Short

distance,moderate

data rate

62.5/125

multimode

62.5 125 1% to 2 % Local area

networks

100/140

multimode

100 140 1% to 2% Local area

networks short


distance

Waveguide 2,3 modus indx langkah-fiber Fiber-fiber yang baru saja dijelaskan disebut

fiber indeks langkah-langkah karena diskontinuitas dalam indeks bias pada cladding-core

interface, seperti yang lihat dalam Gambar .2.3 di page.such sebelumnya dielektrik

Waveguide cylindrically simetris dapat dimodelkan dan diselesaikan untuk medan

elektromagnetik yang berkembang biak di Waveguide. solusi yang melibatkan fungsi Bessel

dan tidak akan ditampilkan di sini, tetapi dapat ditemukan dalam refs [12-15], dan juga

banyak fiber optik lain teks.

Waveguides sekarang kondisi batas tertentu untuk medan elektromagnetik yang harus

dipenuhi pada antarmuka antara Waveguide daerah. Sebagai akibat dari kondisi batas ini,

hanya kombinasi gelombang tertentu (disebut mode) akan memenuhi kondisi dan diizinkan

untuk menyebarkan. semua kombinasi lainnya yang tidak dapat memenuhi kondisi batas

tidak akan didukung dan tidak dapat berkembang biak tanpa kerugian ekstrim. seperti

waveguides lainnya, kaca ini dielektrik wavguide dari hasil fiber dalam mode

elektromagnetic karakteristik yang dapat berkembang biak. mode yang paling sederhana

adalah mereka dengan medan listrik transversal terhadap arah propagasi, yang disebut TE

(transverse electric) mode, dengan simetri radial dan mereka dengan medan magnet

transversal terhadap arah propagasi, yang disebut TM (transversal Magnetic) mode (mode

ini juga ada waveguides metalik) di samping itu, hibrida mode (yaitu, kombinasi mode TE

dan TM) juga exis dan disebut ehmm hemm dan mode (mode ini memiliki listrik dan

medan magnet sepanjang arah propagasi) beberapa mode polarisasi linear dan disebut LP

mode.Sebagai yang lebih U (x, yz, t) menjalar ke fiber, ia memiliki propagasi membujur

istilah yang dapat sparated keluar. Kita dapat mewakili gelombang sebagai fasor,

(2.8)

Kami menemukan gelombang yang sebenarnya dengan berbicara yang sebenarnya bagian

dari fasor. Istilah yang mewakili xponential propagasi gelombang pembawa optik. frekuensi


radian temporal adalah W [radian / m]. Perlu dicatat bahwa koefisien propagasi juga

kadang-kadang disebut sebagai propagasi "konstan" sementara itu adalah benar bahwa

modus tertentu dalam waveguid tertentu akan merambat dengan konstan - koefisien

propagasi dihargai, secara umum berbeda dari koefisien propagasi modus ke modus yang

berbeda dengan geometri dan fisik waveguid parameter karena itu, Web akan menghindari

menggambarkan β sebagai propagasi "konstan" dan akan lebih suka menyebutnya koefisien

propagasi.

Setiap modus tidak hanya memiliki geometris sendiri listrik dan medan magnet, tetapi juga

akan memiliki nilai unik koefisien propagasi, banyak analisis elektromagnetik fiber optik

adalah mode ini deskription dan koefisien propagasi. kita akan selektif mengambil hasil dari

analisis ini untuk kita gunakan.

Parameter kunci yang menjelaskan struktur modus V-Parameter V, yang didefinisikan V,

ditetapkan oleh

(2.9)

Dimana α adalah jari-jari inti fiber, λ adalah nominal gratis - ruang panjang gelombang

cahaya, dan dan merupakan indeks dari inti dan cladding, masing-masing. V - parameter ini

penting karena menentukan jumlah mode elektromagnetik dalam fiber. banyak sifat lain

fiber (misalnya, kemampuan untuk pasangan cahaya ke dalam fiber atau kerugian dalam

fiber sambatan). Mengandalkan pada gilirannya, pada mode ini.

Gambar 2.4 menunjukkan "relatif" koefisien propagasi modal untuk terendah - modus

urutan langkah - indeks fiber sebagai fungsi dari V. (Plot serupa dapat diperoleh untuk fiber

dengan profil yang berbeda indeks bias) setiap mode yang ditampilkan memiliki dua

polarisasi yang terkait dengan itu dan digambarkan sebagai dua kali lipat merosot.

propagations modal relatif koefisien (ditampilkan pada sumbu vertikal) didefinisikan

sebagai


(2.10)

Mana β adalah koefisien propagasi mode dan

Gambar 2.4 koefisien propagasi relatif modal vs V - parameter untuk sebuah langkah -

indeks fiber. (Setelah D Gloge, diterapkan optik, jilid 10, NO 10 PP. 2252-2258, 1971)

Kita perhatikan dari Gambar 2,4 itu, untuk setiap nilai V, ada pada umumnya, beberapa

mode yang dapat menyebarkan dalam langkah - indeks fiber. Jumlah modus hadir dalam

fiber bergantung pada nilai th V (yaitu, jumlah mode sekarang meningkat sebagai V

meningkat). Nilai koefisien propagasi modus tertentu dapat bervariasi dari minimal (yaitu

koefisien propagasi dari cladding) sampai maksimum (yaitu koefisien propagasi inti) nilai

aktual dari propagasi coeficient (dan, henc modus 's kecepatan) adalah suatu tempat antara

ekstrem; setiap mode berjalan pada kecepatan sendiri.

............................................................................∞................................................................

Contoh (a) mempertimbangkan fiber dengan α = 25 μm, ni = 1,45 dan Δ = 0,9% jika

opreated fiber ini di 1.550 nm, berapa banyak cara yang akan ia memiliki?

Solusi: nilai V ditemukan sebagai


=2.17 (2.11)

Dari Gambar. 2,4 pada halaman sebelumnya, kita melihat bahwa pada V = 2,17, hanya ada

satu siaga; itu memiliki nilai koefisien propagasi dinormalkan b ≈ 0,35%

Solusi: nilai baru dari V adalah ditemukan sebagai

=4.29 (2.12)

Dari ara. 2,4 halaman sebelumnya, kita melihat bahwa pada V = 4,29, ini adalah empat

mode, mereka memiliki koefisien propagasi dinormalkan perkiraan nilai 0,14, 0,28. 0,65,

dan 0,88 (catatan; fiber biasanya tidak dirancang untuk memiliki nilai-nilai dari V dalam

kisaran ini)

............................................................................∞................................................................

Multimode 2,4 langkah - indeks Fiber

2.4.1 Jumlah Mode

Untuk langkah - kurva profil indeks ara. 2,4 pada halaman sebelumnya, kita mengamati

bahwa, untuk setiap nilai V lebih besar dari 2,405, lebih dari satu modus akan ada. untuk

nilai-nilai yang besar dari V, banyak modus elektromagnetik dapat suppported oleh struktur

Waveguide fiber. perkiraan jumlah mode N didukung pada suatu nilai besar V (v »2,405)

adalah [16]

(2.13)


Seperti fiber, yang dioperasikan di wilayah ini banyak mode, disebut fiber multimode.

Dalam fiber dengan sejumlah besar mode, kita dapat menggunakan teori ray untuk

menggambarkan cara-cara (jika tidak), sebuah medan elektromagnetik pendekatan harus

digunakan, seperti yang dilakukan dengan satu - modus fiber). seperti yang terlihat

dalam .2.5 ara di halaman sebelah, yang tertinggi - mode agar sesuai dengan sinar yang

berada di sudut curam (yaitu, yang paling dekat dengan sudut kritis); orde terendah mode

sesuai kepada mereka sinar yang strice antarmuka di rendah, sudut merumput. gambar

sederhana ini berguna untuk membayangkan yang bahavior dari mode dan dalam

melaksanakan pemodelan sederhana konektor, splices, dan coupling cahaya dari sumber ke

dalam fiber. (untuk single-mode fiber, kami menekankan bahwa model sinar fiber optik

mode tidak valid. gelombang elektromagnetik tidak lagi terbatas terutama untuk inti dan

dapat memiliki energi yang cukup dalam propagasi cladding properti. Hal ini membawa kita

untuk menggunakan diameter bidang modus deskripsi tentang fiber mode tunggal, yang

dijelaskan pada bagian selanjutnya.)

Gambar 2.5 Diagram yang menggambarkan sinar Hight - order modus dan modus urutan

rendah seperti sinar dalam langkah-index multimode fiber.

Penyimpangan dari Waveguide ideal (karena fluktuasi geometri, kotoran, bending dll)

menyebabkan energi untuk menjadi pasangan keluar dari modus orde rendah ke orde yang

lebih tinggi dari mode dan orde yang lebih tinggi mode ke mode cladding mana energi

hilang (proses mentransfer energi antara modus ini disebut modus pencampuran) dengan

menggunakan pendekatan sinar, sebuah tikungan lokal inti-cladding iterface, dari contoh,

akan mengubah sudut insiden sinar yang akan berada di sudut kritis dalam suatu unpertubed

fiber. Karena sudut baru ini insiden, sebagian cahaya akan diteruskan ke cladding dan


hilang. amounth total hilang tergantung pada keparahan dan frekuensi gangguan tersebut.

Eksitasi dari mode ini adalah fungsi dari pola berkas sumber yang sangat menggembirakan

pada masukan ujung fiber, geometri fiber, sifat optik fiber, dan keselarasan antara sumber

dan fiber. Fenomena yang melibatkan fiber multimode model biasanya mengasumsikan

bahwa modus semua sama-sama bersemangat. fiber multimode pengukuran parameter harus

icorporate fitur untuk memastikan eksitasi dari semua modus dalam fiber.

2.4.2 distribusi kekuasaan antara inti dan cladding

Medan elektromagnetik dalam fiber harus memenuhi kondisi batas di core-cladding

antarmuka. Berbeda dengan masalah Waveguide metalik di mana bidang adalah nol di

dinding Waveguide, di lapangan dalam cladding fiber tidak nol. Fields xist baik di inti dan

cladding. Oleh karena itu, beberapa kekuatan modus dilakukan dalam inti dan beberapa di

cladding. Ini adalah pelajaran untuk mempertimbangkan distribusi dalam inti dan cladding.

Untuk modus yang berbeda dalam langkah-index multimode fiber, seperti yang ditunjukkan

pada gambar. 2,6 pada halaman berikutnya [1]. menggunakan sumbu kiri kita dapat

memperkirakan, untuk modus tertentu, bagian dari daya total dalam cladding; dengan

sumbu yang tepat, kita dapat menemukan bagian dari kekuasaan dalam inti. kami juga

mencatat bahwa, sebagai pendekatan parameter V cutoff untuk modus tertentu, lebih banyak

kekuatan mode dalam cladding. di cutoff, semua kekuatan transfer ke cladding, modus

menjadi radiasi, dan itu akan hilang sebagai modus propagasi. untuk nilai-nilai besar V,

modus yang dekat dengan cutoff dapat diabaikan, dibandingkan dengan mode

menyebarkan, dan sebagian kecil dari daya total yang ditemukan dalam setinggi-tinggi

dapat diperkirakan oleh [1]

(2.14)

Dimana N merupakan jumlah total modus fiber th, seperti yang diberikan oleh

Persamaan. 2,13 di halaman 16. Upaya untuk mengurangi jumlah mode dengan mengurangi


V biasanya menyebabkan lebih banyak dari total kekuatan yang harus dilakukan dalam

cladding di mana ia rentan terhadap dampak dari lingkungan luar, yang dapat mengakibatkan

kerugian yang tidak diinginkan Hight.

Gambar 2.6 distribusi tenaga dalam cladding (kiri axist) atau inti (sumbu kanan) vs V-

parameter untuk sebuah langkah-indext fiber. (Setelah D. Gloge, Optik Aplied jilid 10, PP

2252-2258,1971)

2,5 Numerical Aperture

Salah satu th parameter utama dari fiber adalah celah numerik. parameter ini digunakan

dalam persamaan yang menggambarkan coupling kerugian dari sumber cahaya memasuki

fiber, modus eksitasi, splice sambungan dan kerugian, dan persamaan kinerja sistem lainnya.

Sekarang kita akan menggunakan teori sinar yang dapat diterapkan pada fiber multimode

untuk menurunkan persamaan untuk apperture numerik.

Gambar 2.7 pada halaman berikutnya menunjukkan langkah-indeks fiber.

Mempertimbangkan sinar, internal fiber, yaitu kejadian pada antarmuka inti-clodding tepat

pada sudut kritis. jika kita memperluas bahwa sinar kembali melalui antarmuka udara fiber di


input dengan menerapkan hukum Snell, itu akan memiliki sudut insiden yang diberikan oleh.

beberapa pemikiran harus meyakinkan Anda bahwa semua kejadian sinar dengan sudut

kurang dari akan memiliki core-cladding sudut dari insiden lebih besar dari sudut kritis dan

akan dibimbing menuruni (ideal) fiber. semua masukan sinar dengan sudut lebih besar

daripada akan mencegat core-cladding antarmuka pada sudut kurang dari sudut kritis, akan

sebagian ditularkan melalui antarmuka, dan, karenanya, akan menderita kerugian di setiap

refleksi. mereka akan segera dilemahkan menjadi tidak penting jika realatively panjang fiber.

(rendah-rugi fiber pendek [yaitu, beberapa meter] dapat membawa kekuatan yang signifikan

ke penerima dalam mode caladding) dapat ditunjukkan (lihat probloms di akhir bab) bahwa

pernyataan untuk ** diberikan oleh

(2.15)

Oleh karena itu, sudut ini hanya bergantung pada indeks bias inti dan cladding; itu

Gambar 2.7 kondisi entri untuk langkah-indeks fiber menunjukkan penerimaan maksimum

sudut.

Independen dari diameter fiber. numerik aperture NA dari fiber adalah sinus dari sudut dan

input maksimum diberikan oleh

(2.16)


(Perlu dicatat bahwa lobang numerik fiber juga independen dari fiber-inti radius)

Contoh: mempertimbangkan 50/125 inti fiber dengan indeks 1,49 dan Δ = 1,5%

(a) menghitung penerimaan maksimum sudut solusi: menggunakan Eq.2.15

**

(2.17)

(a) Carilah celah numerik dari fiber Solusi:

menggunakan Persamaan .2.16

**

(b) Hitunglah penerimaan maksimum sudut dan NA fiber.except yang sama dengan diameter

62.5/125.

Solusi: sejak ** dan NA tidak tergantung terhadap ukuran fiber, jawaban yang sama berlaku

(yakni, **= 14,960 dan NA = 0,258.

2.5.1. Mode Selubung dan Mode Tirisan

Seperti yang dicatat pada Gambar 2.7 di dalam halaman terdahulu, sinar tertentu pada radiasi

masuk tidak ditangkap oleh inti fiber, tetapi menerobos melalui interface selubung inti ke daerah

selubung. Karena radius lengkungan yang terbatas dari permukaan selubung luar, sebagian dari

cahaya ini pada batas ini akan direfleksikan kembali ke selubung, di mana itu dapat diperangkap dan

disebarkan. Cahaya ini membentuk mode selubung dari fiber, dan interface yang cukup besar dapat

terjadi dengan mode order yang lebih tinggi dari inti, mengakibatkan kehilangan yang meningkat dari

daya inti. Mode selubung ditekan dengan menempatkan suatu bahan high-loss diluar permukaan

selubung yang akan menyerap cahaya karena membentur interface, dengan meningkatkan hamburan

pada interface selubung untuk mengekstrak mode selubungnya, atau dengan melingkupi sebagian dari

fiber dengan suatu bahan yang indeks refraksinya sesuai dengan seubungnya, menyebabkan cahaya

selubung untuk menyebar ke dalam bahan dengan indeks yang sama (lihat Gambar 2.8). Teknik akhir

ini disebut mode stripping.


Gambar 2.8 Pemindahan daya selubung oleh suatu mode stripper

Tipe ketiga dari mode adalah mode tirisan (leaky mode), yang adalah suatu mode non

penyebaran dengan daya yang signifikan terbagi secara sama antara inti dan selubung. Mereka

diperkirakan dengan teori dan terjadi mendekati kondisi cutoff untuk mode penyebaran. Mereka lemah

di dalam fiber yang panjang tetapi dapat membawa daya yang signifikan pada fiber pendek. Mode ini

juga memainkan suatu peran pada konektor dan sambungan, terjadi di dalam fiber di mana konektor

atau sambungan dapat menyebabkan konversi tenaga dari suatu mode penyebaran sampai suatu mode

tirisan.

Setelah mempertimbangkan properti dari fiber multimode, kita sekarang mengubah perhatian

pada fiber yang mendukung suatu mode electromagnetik.

2.6. Step-Index Single-Mode Fiber

Fiber mode tunggal (atau monomode) dikarakteristikan sebagai hanya memiliki satu mode

penyebaran. Di dalam bab berikutnya, kita akan menemukan bahwa fiber ini menawarkan kinerja

superior pada fiber multimode untuk membawa sinyal tingkat data tinggi (high-data-rate).

2.6.1. Panjang Gelombang Cutoff

Dari bagan mode dari Gambar 2.4 di halaman 15, kita mengamati bahwa, untuk nilai V kecil

(V < 2.405), hanya satu mode, yang disebut mode LP0l yang akan menyebar. Meskipun mode ini

berdegenerasi dua kali lipat (yaitu, dua polarisasi ortogonal dari mode ini dapat ada secara simultan),

daerah operasi ini disebut operasi mode tunggal (single-mode operation). Kita mencatat bahwa,


secara umum, seseorang menginginkan suatu radius inti yang kecil (pada umumnya beberapa panjang

gelombang) dan suatu perbedaan indeks yang kecil (pada umumnya kurang dari 1%) antara inti dan

selubung untuk mencapai nilai V rendah secara relatif ini. Karena suatu geometri fiber yang

diberikan, nilai dari yang membuat V sama dengan 2.405 adalah (secara teoritis) panjang

gelombang cutoff dari fiber. (panjang gelombang cutoff aktual adalah sangat rentan pada variasi di

dalam parameter fiber dan, maka, biasanya suatu parameter fiber yang terukur.)

Dari kurva distribusi daya (Gambar 2.6 di halaman 18), kita catat bahwa, pada V = 2.405,

kira-kira 84% dari daya mode itu adalah di dalam inti; sementara pada V =1, hanya 30% di dalam inti.

Kita mencatat, juga, bahwa sekitar 75% dari daya itu adalah di dalam inti ketika V = 20. Daya di

dalam selubung adalah resiko untuk menjadi hilang oleh karena kehilangan pelindung, sambungan,

dan mekanisme kehilangan lain. Untuk alasan ini fiber mode tunggal menyimpan V di dalam daerah

20 < V < 2.405. Beberapa kompromi diperlukan di sini. Jika V dibuat terlalu dekat dengan 2.405,

panjang gelombang cutoff dari fiber akan terlalu dekat dengan panjang gelombang operasi yang

didesain tersebut; jika V dibuat terlalu kecil, daya selubung penting akan dihilangkan, menaikkan

kehilangan optikal terlalu banyak.

Contoh: (a) Hitung D yang diperlukan jika suatu fiber dengan satu inti 8 m dan suatu selubung 125

m adalah mode tunggal pada 1300 nm. Asumsikan bahwa indeks inti adalah 1.46.

Jawab: Untuk operasi mode tunggal, kita ingin V untuk berada pada kisaran, 20 < V < 2.405. Kita

akan sembarang memilih V = 2.1.

Catatan: kontrol ketat mengenai perbedaan di dalam indeks refratif diperlukan, seperti juga

kemampuan untuk membuat suatu inti kecil.

(b) Hitung panjang gelombang cutoff untuk fiber mode tunggal ini.

Jawab: panjang gelombang cutoff c adalah nilai yang akan membuat V = 2.405,


Kita sekarang akan mengubah diskusi kita pada parameter yang digunakan untuk

menguraikan perilaku dari fiber mode tunggal. Karena teori sinar yang digambarkan dari mode

elektromagnetik tidak berlaku bagi fiber mode tunggal, kita memerlukan satu representasi alternatif.

Juga, karena ukuran dari inti dan perbedaan indeks fraksional Δ adalah lebih kecil dibanding

fiber multi mode, sebagian dari teknik pengukuran yang diaplikasikan untuk mode tunggal adalah

lebih sulit, karena menurunka toleransi.

2.6.2 Diameter Bidang Mode

Di dalam fiber-fiber mode yang tunggal yang kita sudah melihat bahwa satu yang dapat

dinilai bagian dari gelombang itu adalah terdapat di selubung di luar inti. Untuk gelombang seperti

itu pemakaian diameter inti untuk menyatakan “lebar” dari gelombang sudah tidak lagi

memungkinkan, karena “lebar” gelombang kini lebih besar (atau lebih kecil) dibanding inti. Kita

masih ingin mengetahui “lebar” gelombang karena kuantitas ini adalah penting di dalam memprediksi

kerugian pemasangan kabel, kehilangan karena melengkung, dan kehilangan sambungan ketika kabel

itu dihubungkan atau disambung bersama-sama. (kehilangan ini dibahas secara detail di Bab 3 pada

properti fiber dan Bab 4 pada sambungan dan konektor).

Untuk fiber mode tunggal suatu ukuran yang berguna dari “lebar” bidang memiliki diameter

bidang mode (biasanya disingkat “MFD (mode field diameter)”). Ukuran ini telah, sayangnya, secara

matematik digambarkan dalam tiga cara yang berbeda, seperti yang akan kita uraikan. Jika fiber

menghasilkan suatu bidang berbentuk Gaussian, lalu semua definisi menurun pada nilai yang sama;

jika bidang tersebut non Gaussian (seperti terjadi di dalam berbagai macam tingkat di dalam fiber

yang menyeseuaikan dispersi) atau fiber itu adalah non simetri (seperti bisa jadi secara sengaja

merupakan kasus di suatu fiber yang mempertahankan polarisasi), lalu definisi menjadi sedikit

berbeda. Mula-mula, desain single step-index single-mode fiber menghasilkan berkas cahaya

berbentuk Gaussian; kemajuan terbaru di dalam mendesain dispersion-shifted fiber dan dispersion-


flattened fiber sudah menghasilkan berkas cahaya non Gaussian, menghasilkan definisi yang ditinjau

kembali dari MFD.

Biasanya, geometri fiber sirkular diasumsikan. (Definisi baru juga diperlukan untuk

mengakomodasi geometri non sirkular [misalnya, elliptical-core polarization-maintaining fiber].

Referensi [17] menyatakan metode yang dapat diberlakukan bagi fiber-fiber non simetris ini). Kita

dapat mengukur atau mengamati distribusi amplitudo optik spasial bidang dekat [18], e(r) (di mana r

adalah koordinat radial), dan distribusi amplitudo angular bidang jauh [18], E() (di mana satu

variabel angular yang digambarkan di bawah). Distribusi ini terkait dengan

di mana R adalah jarak observasi dari ujung fiber dan

Di sini r, ,dan adalah koordinat spherical (berbentuk bola) dengan sumber berlokasi di

pusat dari ujung fiber. Untuk memastikan bahwa observasi bidang jauh adalah benar di dalam bidang

jauh memerlukan bahwa jarak observasi R dari ujung fiber mematuhi R >> r2max/ di mana rmax adalah

luas maksimum dari bidang dekat (pada umumnya diperkirakan sebagai suatu yang kecil yang lebih

besar dari radius inti fiber). Biasanya istilah cos diabaikan untuk range bernilai kecil dari yang

diharapkan. Maka

di mana adalah operator perubahan Hankel. Ini berarti bahwa distribusi angular bidang jauh E()

adalah perubahan Hankel orde nol dari distribusi bidang dekat.

Distribusi intensitas cahaya diberikan oleh e(r)2 dan E()2. Karena e(r) dan E() adalah

fungsi riil [17], kita dapat menggunakan e2(r) dan E2() untuk menunjukkan distribusi intensitas.

“Lebar” dari gelombang, atau MFD, dapat digambarkan dari pengukuran lebar pola intensitas ini, di

dalam fiber bidang dekat atau bidang jauh.

Tiga definisi dari diameter bidang mode telah dibuat [17], tergantung pada bagaimana tingkat

dari medan itu diukur.


MFD I: Diameter bidang mode bidang dekat – Definisi untuk diameter bidang mode bidang dekat dn

adalah

Definisi ini adalah akar dua dari rasio dari momen ketiga dari pola intensitas bidang dekat untuk

momen pertama dari pola. MFD ini adalah juga disebut MFD Peterneann I [19]

MFD II: Diameter bidang mode bidang jauh – Karena lebar angular dari pola bidang jauh (untuk

perkiraan orde pertama dari gejala difraksi) adalah berbanding terbalik dengan lebar dari pola

intensitas medan dekat, kita dapat juga menganggap lebar rms (root-mean-square) balikan wff dari

pola intensitas bidang jauh (dengan satuan dari panjang balikan) sebagai

Catat bahwa definisi ini adalah akar dua dari rasio momen ketiga dari pola intensitas bidang jauh

untuk momen pertama dari pola tersebut. Itu adalah sama di dalam bentuk dengan definisi MFD-I.

MFD bidang jauh atau MFD Petermann II [19] adalah

Definisi dari diameter bidang mode sudah diadopsi oleh berbagai organisasi-organisasi penetapan

standar internasional.

Beberapa observasi-observasi (17] dalam urutan sekitar medan dekat dan medan jauh MFDs.

- Kita mencatat bahwa batas atas pada integral di Persamaan 2.27 harus = k (sesuai dengan =

/2); kita menggunakan ∞ untuk mampu menggunakan perubahan Hankel, dengan pemahaman

bahwa, E2() adalah nol untuk ≥ k. Untuk nilai kecil, e dan E adalah, maka, suatu pasangan

perubahan Hankel. Jika demikian, lalu dn dapat dinyatakan menggunakan istilah E(), dan df dapat

ditemukan dari e(r) sebagai


dan

dimana utamanya mengindikasikan adanya diferensiasi. Karenanya, kita mampu menemukan MFD

bidang dekat dari suatu pengukuran bidang jauh dan MFD bidang jauh dari suatu pengukuran bidang

dekat, jika kita menginginkannya.

- Itu dapat menunjukkan [17] bahwa, seperti yang digambarkan, df ≤ d

- Definisi MFD bidang dekat dan bidang jauh adalah sama jika dan hanya jika [17] re(r) dan e'(r)

adalah proporsional satu dengan yang lain. Ini adalah benar untuk suatu gelombang berbentuk

Gaussian. Jika

di mana w adalah radius berkas cahaya Gaussian, lalu df = dn = 2√2w. (Dari diameter ini, kita dapat

menggambarkan 2√2w sebagai radius berkas cahaya bidang.)

Seberapa baik satu asumsi bahwa bidang pada suatu fiber mode tunggal adalah berbentuk Gaussian?

Suatu perbandingan dari MFD bidang dekat dan MFD bidang jauh yang terukur akan mengatakan

pada kita. Referensi [17] menyatakan variasi dari dn dan df dengan panjang gelombang untuk dua fiber

mode tunggal, suatu step-index fiber dan suatu fiber khusus yang disebut suatu fiber “dispersion-

flattened”. Dua MFD terukur ditemukan untuk menjadi di dalam 5% dari setiap lainnya untuk step-

index single-mode fiber konvensional, menunjukkan bahwa asumsi Gaussian adalah cukup baik untuk

fiber ini. Akan tetapi, MFD ditemukan untuk berubah-ubah secara signifikan (20% sampai 45%)

untuk dispersion-shifted fiber, menunjukkan bahwa suatu asumsi Gaussian tidak harus dibuat untuk

fiber ini.

MFD III: Diameter bidang mode transverse-offset – Belum pernah definisi lain dari MFD

dihubungkan dengan teknik transverse-offset [18] yang dapat digunakan untuk mengukur MFD. Di

dalam pengukuran ini, dua fiber mode tunggal yang identik adalah digabungkan menumpu (yaitu,

dijajarkan dengan suatu separasi longitudinal kecil) dan secara lateral dijajarkan untuk transmisi

maksimum. Satu fiber kemudian adalah secara lateral digantikan dengan suatu mikrometer dan daya

yang ditransmisikan direkam. Ketika translasi meningkat, lebih sedikit dari daya tersebut


dikumpulkan oleh fiber penerima. d MFD digambarkan dengan teknik ini sebagai lebar 1/e dari kurva

transmisi.

Itu dapat menunjukkan [17] bahwa ketiga definisi tersebut dari diameter bidang mode adalah

sama jika bidang tersebut adalah Gaussian (seperti pada step-index fiber); jika tidak, definisi alternatif

d hanya memiliki sedikit kegunaan (selain dari pada mudah untuk diukur) dan sudah meninggalkan

kebaikan dengan meningkatkan penggunaan dari dispersion-shifted dan dispersion-flattened fiber.

2.6.3. Fiber Mode Tunggal Multi-Step

Pernyataan untuk V yang telah kita gunakan adalah valid untuk profil step-index sederhana.

Pembaca harus sadar bahwa profil lain sedang terus digunakan secara meningkat di dalam fiber mode

tunggal pada satu usaha untuk memperbaiki kapasitas membawa informasi dari fiber. Sebagian dari

profil ini digambarkan pada Gambar 2.9 di halaman berikut ini. Kurva atas adalah fiber step-index

sederhana seperti digambarkan sebelumnya. Profil lain menunjukkan termasuk selubung yang

dihilangkan, profil W, profil triangular dan profil bersegmen. Masing-masing profil ini memiliki

distribusi mode elektromagnetis sendiri dan nilai V pada cutoff akan berbeda. Profil-profil ini di

bawah penelitian oleh berbagai pabrikan, dan itu belum jelas properti superior yang satu di atas yang

lainnya. Profil yang lebih terperinci ini dibahas lebih lanjut pada bagian di dalam pergeseran dispersi

pada Bab 3.

Gambar 2.9 Variasi dari profil step-index: Profil reguler, (b) profil selubung yang dihilangkan, profil

W, (d) Profil triangular, (e) Profil bersegmen.


2.7 Graded-Index Multimode Fiber

Sejauh ini, kita sudah menggambarkan fiber dengan suatu bentuk tahap pada profil indeks

mereka n(r). Suatu tipe kedua dari profil fiber tidak memiliki lompatan yang tiba-tiba pada indeks

refraksinya atau pun melakukannya menggunakan refleksi internal total pada interface selubung inti

untuk memandu gelombang. Itu memiliki suatu variasi parabolik (atau hampir parabolik) di dalam

indeks, seperti yang ditunjukkan di Gambar 2.10 pada halaman berikut ini. Suatu fiber dengan profil

indeks ini adalah suatu graded-index fiber. Melihat bahwa indeks refraksi adalah suatu maksimum di

pusat (dengan nilai nl) dan berangsur-angsur berkurang pada suatu nilai minimum (n2) pada batas dari

inti. Proses pembatasan dalam fiber yang demikian adalah suatu konsekuensi dari solusi masalah

propagasi elektromagnetik di suatu medium dielektrik dengan profil indeks bias seperti itu.

Gelombang ini mengikuti suatu lintasan sinusoidal, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.11 di

halaman berikut ini. Kita melihat dari gambar bahwa lintasan cahaya bergelombang dari satu sisi ke

sisi yang lain tanpa refleksi dari interface. Satu model matematika untuk profil indeks radial adalah

di mana n1 adalah indeks refraksi pada pusat, Δ adalah perubahan fraksional di dalam indeks refraksi

dari pusat ke batas dari inti, r adalah jarak radial, dan adalah radius inti. Kuantitas g adalah

parameter profil atau gradien dari graded-index fiber. Catat bahwa g = 2 adalah suatu profil

parabolik, g = 1 adalah suatu profil triangular, dan g = ∞ adalah suatu profil step-index. Di dalam

fiber ini, selubung (r > ) memainkan peran dari suatu penumpu dan penyangga mekanis dari dunia

luar; itu tidak memiliki peran di dalam memandu cahaya. Sementara suatu gradien parabolik adalah

dekat dengan profil optimum, profil lain juga telah dianalisa dan dievaluasi dalam berbagai

laboratorium.

Gambar 2.10 Indeks refraksi vs posisi radial untuk suatu graded-index fiber.


Gambar 2.11 Lintasan sinar dari mode di dalam suatu graded-index fiber.

Perkiraan di dalam hubungan diatas mengikuti dari definisi Δ untuk graded-index fiber sebagai

yang adalah pernyataan yang sama seperti pada step-index fiber.

Suatu graded-index multimode fiber yang tipikal memiliki diameter 125 atau 140 µm dengan

suatu perubahan fraksional dari indeks refraksi 1-2% yang terinduksi oleh berbagai level doping dari

impuritas (ketidakmurnian) secara radial.

2.7.1 Jumlah Mode: Fiber GI

Parameter V untuk graded-index fiber (untuk nilai Δ yang pada umumnya kecil) adalah digambarkan

[16] dengan cara yang sama seperti step-index fiber,

Jumlah dari mode N di suatu graded-index multimode fiber dapat diperkirakan [16] dengan perkiraan

Contoh: Anggap suatu graded-index multimode fiber 50/125 dengan g = 2. Jika nl =1.48 dan n2 =

1.46,


(a) Hitung Δ dari pernyataan yang tepat dari Persamaan 2.32 di halaman muka. Jawab : Perbedaan

fraksional pada indeks bias, Δ, adalah

(b) Hitung Δ dari perkiraan Persamaan 2.32 di halaman yang terdahulu.

Jawab: Menggunakan perkiraan, kita menemukan

Karenanya, kita melihat bahwa perkiraan adalah cukup baik.

(c) Hitung banyaknya mode di dalam graded-index fiber pada satu panjang gelombang operasi 850

nm.

Jawab: Menggunakan Persamaan 2.34,

2.7.2 Apertur numerik

Apertur numerik dari graded-index fiber adalah lebih sulit untuk digambarkan daripada suatu step-

index fiber karena, tidak seperti step-index fiber, sudut penerimaan maksimum max dari suatu sinar

adalah suatu fungsi posisi radial dari lokasi masukan. Suatu NA lokal dapat digambarkan dengan


di mana NA(r) adalah apertur numerik lokal dan NA(0) adalah apertur numerik pada pusat dari inti

fiber (seperti dihitung dengan Persamaan 2.16 di halaman 19). Persamaan ini memperkirakan bahwa

NA lokal menurun dari nilai pada axis ketika berpindah dari pusat fiber.

2.7.3 Single-Mode Graded-Index Fiber

Dimungkinkan untuk membuat single-mode graded-index fiber. Nilai cutoff dari V untuk

operasi mode tunggal di dalam suatu fiber dengan suatu indeks bias bertingkat yang mengikuti

Persamaan2.31 di halaman 25 yang berbeda dari nilai 2.405 yang digunakan untuk suatu step-index

fiber. Untuk suatu fiber indeks parabolik (g = 2) nilai cutoff adalah 3.53; untuk suatu profil indeks

triangular (g =1), itu adalah 4.38 [20]. Satu perkiraan dari nilai cutoff dari V untuk perambatan mode

tunggal di suatu graded-index fiber dapat ditunjukkan semestinya [7]

Jika parameter yang lain adalah sama, diameter inti dari graded-index single-mode fiber bisa

merupakan suatu faktor dari √l + (2/g) lebih besar daripada step-index fiber yang ekuivalen. Hal ini

menyediakan suatu peningkatan kasus tentang sinar yang bergabung, satu pengurangan yang

meningkat di dalam sambungan, dan suatu penurunan di dalam kerentanan fiber pada kehilangan yang

diinduksi oleh microbend (yang dibahas di Bab 3). Suatu fiber indeks parabolik (g = 2) menyediakan

satu perbaikan dengan suatu faktor dari √2; fiber profil triangular (g = 1) menyediakan suatu

perbaikan √3.

2.8 Ringkasan

Di dalam bab ini kita sudah memperkenalkan fiber dan sebagian dari parameternya yang

digunakan untuk menguraikan kinerja fiber tersebut. Fiber optik dasar berisi suatu inti dan suatu

selubung; desain yang lebih dikedepankan dapat menambahkan lebih banyak lapisan selubung. Profil

indeks bias adalah secara umum diperagakan sebagai profil tahap atau suatu profil hukum daya yang

digambarkan oleh Persamaan 2.31 di halaman 25. Kita sudah melihat bahwa suatu fiber dapat


dirancang untuk menjadi mode tunggal atau multimode. Pada suatu fiber multimode, fiber parameter

V, diameter 2, dan apertur numerik fiber adalah tiga dari parameter fiber utama. Pada suatu fiber

mode tunggal, diameter bidang mode dan panjang gelombang cutoff menguraikan karakteristiknya.

Fiber multimode (terutama graded-index fiber) digunakan untuk penerapan yang meminta

jarak menengah atau tingkat data atau keduanya. Ukuran inti yang lebih besar membuat gabungan

cahaya yang menjadikan mereka secara relatif lebih mudah. Kerugian mereka yang utama adalah

kurangnya kapasitas bandwidth (dibandingkan dengan fiber mode tunggal). Juga, oleh karena efek

pencampuran mode yang digambarkan, itu adalah sulit untuk model dan memperkirakan mekanisme

kehilangan di dalam fiber dan pada koneksi dan sambungan.

Fiber mode tunggal adalah pilihan fiber saat ini untuk aplikasi mengkombinasikan jarak jauh

dan tingkat data tinggi. Keuntungan mereka di dalam kapasitas data yang tinggi dan pelemahan yang

rendah sudah mengalahkan kerugian dari toleransi fabrikasi yang lebih sulit dan penggabungan

cahaya yang lebih sulit dari sumber. Sekarang ini, fiber mode tunggal adalah kompetitif pada harga

dengan sebagian besar fiber multimode. Fiber mode tunggal lebih rentan untuk meningkat di dalam

kerugian (kerugian yang kelebihan) karena lipatan pada fiber karena belokan yang menyudut dan

untuk kerugian yang diinduksi oleh fluktuasi diameter inti oleh karena penggulungan dan penanganan.

Fiber mode tunggal dan multimode tersedia secara komersial. Pilihan dari tipe fiber didiktekan oleh

trade-off desain sistem yang digambarkan di Bab 7.

2.9 Soal

1. Jika n =15, hitung kecepatan cahaya di dalam kaca.

2. (a) Cari n2 jika A =1% dan n1 =1.48.

(b) jika 0 = 2%?

(c) jika A =01%?

3. Cahaya merambat di udara membentur suatu plat kaca dengan satu sudut datang

57°. Jika berkas cahaya yang dipantulkan dan yang dibelokkan membentuk satu sudut 90° satu

sama lain,...

(a) …. hitung indeks bias dari kaca.

(b) Apa yang merupakan sudut kritis untuk bahan ini jika cahaya merambat dari kaca ke udara?


4. Suatu sumber titik dari sinar berlokasi 1 m di bawah suatu interface air-udara. Cari

radius dari lingkaran cahaya yang terlihat oleh pengamat yang memiliki posisi di atas sumber (di

luar air). Nilai bias dari air adalah 1.333.

5. (a) Anggap suatu fiber dengan suatu diameter inti 100 µm dan suatu diameter selubung 140 µm.

Jika nl =1.48 dan Δ = 1%, hitung parameter V jika panjang gelombang operasi adalah 850

nm.

(b) Jika panjang gelombang tersebut adalah 1300 nm?

(c) Cari nilai V pada suatu panjang gelombang 850 nm jika diameter inti itu adalah 50 µm?

6. (a) Hitung banyaknya mode untuk masing-masing kasus yang digambarkan di dalam masalah

sebelumnya.

(b) Hitung persentase dari daya optik yang dibawa di dalam selubung untuk masing-masing

kasus yang digambarkan pada masalah yang terdahulu.

7. (a) Hitung apertur numerik dari suatu step-index fiber yang mempunyai suatu indeks inti 1.47

dan suatu indeks selubung 1.45.

(b) Cari nilai dari sudut paling besar yang dibuat oleh suatu sinar yang diterima oleh fiber jika

medium luar adalah udara.

(c) Jika medium luar adalah air? (n =1.33)

8. (a) Tentukan parameter mode V pada 820 nm untuk suatu step-index fiber dengan suatu

diameter inti 50 µm, n1 =1.47 dan n2 =1.45.

(b) Berapa banyak mode yang disebarkan di dalam fiber ini pada 820 nm?

(c) ..... pada 1300 nm?

(d) Berapa persentase untuk daya optik yang mengalir di dalam selubung untuk masing-masing

panjang gelombang operasi?

9. (a) Temukan diameter inti yang diperlukan untuk memastikan operasi mode tunggal dari suatu

step-index fiber dengan nl = 1.485 dan n2 =1.480 pada suatu panjang gelombang 820 nm.

Pada 1300 nm?

(b) Apakah yang merupakan NA dan max untuk fiber ini?

10. (a) Desain suatu single-mode step-index fiber untuk operasi pada 1300 nm dengan suatu inti

silika berfusi (n1 = 1.458). Cari n2 dan diameter dari inti.


(b) Apakah fiber tersebut masih mode tunggal pada 820 nm? Jika tidak, berapa banyak mode

ada di sana?

(c) Hitung panjang gelombang cutoff c.

11. (a) Anggap suatu step-index fiber dengan suatu diameter inti 50 µm, suatu indeks inti 1.450,

dan perbedaan indeks fraksional 13%. Cari nilai dari parameter V dan NA dari fiber jika

panjang gelombang operasi adalah 820 nm.

(b) Apakah jumlah mode di dalam fiber mengalami peningkatan atau pengurangan jika nl

meningkat?

(c) ... jika meningkat?

12. Suatu step-index fiber memiliki n = 1,450, n =1,440, dan akan dioperasika pada 820 nm.

(a) Temukan diameter inti yang akan memastikan operasi mode tunggal.

(b) Jika diameter inti itu adalah 50 µm, berapa banyak mode yang akan fiber miliki?

(c) Hitung apertur numerik dari fiber pada bagian (a) dan (b)....

13. Hitung V dan apertur numerik dari suatu step-index multimode fiber jika nl = 1,450, Δ = 1,3%, 0

= 0,82 µm, dan = 25 µm.

14. Desain suatu fiber mode tunggal (dengan V = 2,3) untuk operasi pada 1300 nm dengan suatu inti

silika yang berfusi (n1 = 1,458). Apertur numerik dari fiber itu adalah 0,10.

(a) Cari indeks selubung n2 dan radius dari fiber.

(b) Hitung jumlah perkiraan dari mode di dalam fiber untuk operasi pada 820 nm.

15. Menggunakan suatu komputer, plotkan profil indeks bias hukum daya dari nl ke n2 vs. Posisi

radial untuk g = 1, 2, 4, 8 dan ∞. Asumsikan suatu diameter inti 50 µm, nl = 1,480, dan Δ =100%.

16. (a) Hitung banyaknya mode pada suatu graded-index fiber 50/125 yang memiliki suatu indeks

parabolik (yaitu, g = 2,0), nl = 1,485 dan n2 = 1,460 pada suatu panjang gelombang operasi

820 nm.

(b) pada suatu panjang gelombang 1300 nm?

(c) Hitung banyaknya mode dalam satu step-index fiber yang ekuivalen pada kedua panjang

gelombang.

17. Buktikan bahwa Persamaan 2.15 di halaman 19 dengan menerapkan hukum Snell pada bagian

input fiber untuk sinar yang mengalami kondisi sudut kritis pada interface selubung inti. Untuk


keadaan umum, asumsikan bahwa medium di luar fiber itu memiliki satu indeks n0 dan kemudian

periksa persamaan untuk n0 = 1.

Bab 3

Fiber Propertise

3.1 Pendahuluan

Pada bab ini, kita melanjutkan diskusi kita yang penting serat optik dengan mempertimbangkan sifat atenuasi optik, serat dispersi, dan pengenalan ke beberapa efek serat nonlinearitas.

Sebagai sinyal menjalar melalui serat optik daya yang hilang pada akhirnya akan melemahkan sinyal sampai hilang dalam kebisingan pada penerima. Kami ingin memahami mekanisme yang menyebabkan kerugian ini dan untuk menunjukkan bahwa ada kerugian minimum silika serat optik beroperasi pada panjang gelombang 1550nm.

Pulsa sempit yang bersumber pada sumber optik akan menyebar seperti menjalar ke serat. Ini tersebar di lebar pulsa (disebut nadi dispersi) dapat membatasi data rate karena kami ingin menghindari tumpang tindih pulsa pada penerima. Serat multimode khususnya rentang terhadap denyut nadi ini menyebar; single-mode serat memiliki keuntungan yang melekat atas serat multimode dalam mengurangi dispersi. Bahkan, kita akan menemukan bahwa panjang gelombang dispersi-bebas yang menghilangkan total dispersi dalam serat dapat ditemukan di dekat 1300nm.

Sekarang bahwa kita memiliki sumber laser cukup kuat (yaitu,> 1 mW) dan inti serat kecil, kita mampu menghasilkan daya tinggi kerapatan (mW/μm2) dalam serat. Nonlinear efek yang dapat diabaikan pada kepadatan daya yang rendah atau pada propagasi lebih pendek panjang bisa menjadi penting. Nonlinearities ini dapat membatasi kekuatan yang kita dapat dimasukkan ke dalam serat dan atau membatasi data rate (atau link jarak) yang dapat kita capai. Bab ini juga akan memperkenalkan nonlinearities ini dan efeknya.

3,2 Kerugian pada Fiber


Kekuatan sinyal optik di dalam serat berkurang secara eksponensial dengan jarak. Kita dapat menulis,

P(z) = P(0)

( 3.1 )

Αp = - ( ) ln ( )

( 3.2 )

di mana P (z) adalah kekuatan di posisi z dari titik asal, P (0) adalah kekuasaan di serat di asal, dan αp adalah koefisien redaman serat (dalam satuan m-1, cm-1, atau km-1). Koefisien atenuasi atau αp, merupakan fungsi dari beberapa variabel yang akan dijelaskan dalam bagian ini.

Untuk menghindari untuk menghitung eksponensial berulang-ulang, kerugian optik serat diberikan oleh koefisien atenuasi, α, axpressed dalam desibel per kilometer (db / km). Ekspresi untuk α adalah.

α = - log ( )

( 3.3 )

Untuk suatu serat, kerugian tersebut tergantung pada panjang gelombang, dan baik distribusi spektral harus diberikan (seperti pada gambar. 3.1) atau kerugian yang harus ditentukan pada panjang gelombang operasi. Nilai faktor atenuasi sangat tergantung pada serat bahan dan toleransi manufaktur, tetapi spektrum umum bentuk kurva hilangnya ditunjukkan dalam fig.3.1 mewakili. Secara khusus, penting untuk dicatat bahwa ada operasi yang optimal panjang gelombang (1550nm untuk serat silika) yang mengurangi kerugian serat minimum.


Gambar 3.1 distribusi spektral kerugian untuk multimode khas serat silika.

Contoh: Sebuah serat optik memiliki kerugian sebesar 0.6 dB / km at 1300 nm. Jika 100 µW kekuasaan disuntikkan ke dalam serat di pemancar, berapa banyak daya yang akan berada pada jarak 22km menuruni serat?

Solusi: Kami akan menggunakan metode dB menghitung daya keluaran. Kita mulai dengan memilih referensi kekuasaan yang sewenang-wenang; berguna acuan dalam serat optik adalah 1 mW dan 1 µW. Kami menghitung daya input relatif terhadap mW; hasilnya akan dinyatakan sebagai dBm (yaitu, dalam dB relatif terhadap 1mW).

P(dBm) = 10 log ( )

( 3.4 )

(Sebuah alternatif adalah untuk menghitung daya dalam dB relatif terhadap 1 μW; hasilnya dinyatakan sebagai dBμ. Kedua hasilnya dapat ditampilkan berkaitan dengan ekspresi, P (dBμ) = P (dBm) 30).

P(dBm) = 10 log ( )

= 10 log ( ) = 10 log ( ) = -10.0 dBm.


( 3.5 )

Output kekuasaan dikurangi dengan 0.6 db / km kali jarak 22 km (= 0.6x22 = 13.2dB). Mengurangkan loss, dapat menggunakan rumus :

Pout (dBm) = Pin (dBm) – losses (dB) = - 10 - 13.2 = - 23.2 dBm.

( 3.6 )

Menemukan kekuatan, kita dalam menghitung

Pout = = 4.78 x mW = 4.78 µW.

( 3.7 )

Perhatikan bahwa hasil dari convesion dari dBm memiliki satuan miliwatts.

Solusi alternatif I: Bekerja dalam dBμ memiliki masalah, sehingga kami mengubah kekuatan untuk input unit dBµ.

Pin (dBµ) = 10 log ( )

= 10 log ( ) = 20 dBµ

( 3.8 )


Daya output (dalam dBμ) adalah daya input (dalam dBμ) dikurangi dengan kerugian (dalam dB),

Pout dBµ = Pin (dBµ) – losses(dB) = +20 – 13.2 = 6.8 dBµ.

( 3.9 )

Mencari kekuatan yang kita miliki

Pout = = 4.78 µW.

( 3.10 )

Perhatikan bahwa hasil dari konversi dari dBmicro memiliki satuan microwatts. Anda juga harus mencatat bahwa kita mengurangi jumlah yang sama dB untuk kerugian di kedua kasus, terlepas dari pilihan kita kekuatan referensi.

Solusi alternatif II: -13,2 dB kerugian di serat dapat dinyatakan sebagai faktor transmisi setara

T = = 47.9 x

( 3.11 )

Dengan keluaran daya adalah :

Pout (W) = T Pin (W) = (47.9 x )(100 x )

= 47.9 x W = 47.9 µW.

( 3.12 )


Kerugian Fiber yang disebabkan oleh beberapa efek, di antara yang lebih penting adalah

materi absorptions, keburukan absorptions (terutama ion logam sebuah ion hidroksil dari uap air), efek hamburan, antarmuka inhomogeneities (baik ketidakmurnian dan ketidaksempurnaan geometri), dan

radiasi dari belokan. Kita menggambarkan efek dari masing-masing dengan mempertimbangkan dalam tidak adanya efek lain. Gabungan kerugian hanya jumlah kerugian (dalam dB) karena efek individual.

3.2.1 Bahan Absorptions

Absorptions materi adalah disebabkan oleh bahan serat dasar, baik kaca atau plastik. Kerugian ini mewakili mendasar yang dicapai minimal untuk badan (dengan tidak adanya mekanisme kerugian lain) dan dapat diatasi hanya dengan mengubah bahan serat. Memang, pencarian terus untuk material dengan losscs ultra-rendah dengan beberapa kandidat (terutama gelas dan logam halida halida) yang diidentifikasikan dengan kerugian yang sangat rendah di daerah inframerah menengah dari 2μ ke 4μ.

Ion-ion pengotor

Sumber utama bahan pengotor dalam serat gelas adalah ion logam (terutama besi, kobalt, tembaga, dan chormium) dan OH-ion dari air. Kerugian akibat ion logam dapat dikurangi untuk kontribusi di bawah 1 dB / km dengan memperbaiki gelas campuran untuk tingkat kotoran di bawah 1 bagian per milyar. Efek dari uap air di kaca terutama terletak pada panjang gelombang 2,7 μm (penyerapan fundamental) dan sebesar 950 dan 725 nm (ciri khas nada kedua dan ketiga dari dasar). Pelemahan puncak pada panjang gelombang ini terletak di kadang-kadang diamati dalam hilangnya kurva distribusi spektral, mirip dengan Gambar. 3,1 pada halaman 34. Meminimalkan kerugian ini juga membutuhkan konsentrasi ion hidroksil-satu bagian per miliar (yang dapat dicapai dengan mengeringkan kaca di leach choirine gas ke luar uap air).

Efek hidrogen

Peningkatan kerugian dapat terjadi ketika serat terkena gas hidrogen (yang dapat dihasilkan oleh korosi pada kekuatan kabel baja anggota atau oleh bakteri tertentu [1]). Hidrogen juga dapat berinteraksi dengan kaca untuk menghasilkan ion hidroksil dan kerugian atau dapat menyusup ke


serat dan menghasilkan kerugian sendiri di dekat 1,2 μm dan 1,6 μm [2]. Solusinya adalah menghilangkan sumber-sumber penghasil hidrogen atau menambahkan lapisan serat yang kedap untuk hidrogen.

Ultra-Low-Rugi-Fiber

Penelitian [3-6] yang sedang dilakukan untuk mengarang serat dari bahan dengan kerugian intrinsik lebih rendah daripada silika yang digunakan dalam serat saat ini. Sebagian besar kerugian minima diperkirakan terjadi pada pertengahan IR porsi (3-6μm) dari spektrum optik. Tentu saja, tidak kehilangan rendah, dengan sendirinya, berarti bahwa materi yang cocok untuk serat; properti lainnya, seperti kekuatan mekanik, kemampuan untuk mengarang serat, dan indeks bias dan pengendaliannya, membantu untuk menentukan calon ultra-rendah serat kerugian.

Rendah-kerugian material IR telah dipelajari, secara umum, untuk kemungkinan penggunaan di sistem militer dan pada pertengahan-IR sistem laser. Mereka dapat digunakan untuk membuat jendela optik, kubah rudal IR, dan IR lensa, serta serat optik. Present kandidat untuk bahan yang cocok untuk ultra-rendah-rugi mencakup halida serat gelas (misalnya, BeFl2 dan Zn Cl2), satu-komponen chalcogenide glases (misalnya, As2S3, GeS2) atau multicomponent chalcogenide kacamata (dengan campuran dari Sebagai, Ge, P , S, Se, dan Te), dan oksida logam berat gelas, seperti GeO2, Sb2O3, TeO2, dan L2O3. Kerja juga telah dilakukan pada bahan polikristalin menjajaki [4] seperti beberapa halida alkali (misalnya, AgCl, AgBr, TIBrI, TIBr, dan dikenal sebagai bahan IR KRS-5), alkali tanah fluorida, dan beberapa oksida (seperti sebagai MgO dan Al2O3). Beberapa bahan cristal tunggal seperti AgBr, Cal, dan KCI menawarkan minimum teoritis 0,001 db / km, tetapi telah terbukti sulit untuk mengarang dalam bentuk serat (misalnya, sulit untuk menumbuhkan kristal yang lebih dari 1 km panjang!) . Apakah bahan-bahan tersebut adalah setuju dengan tumbuhnya serat dan memiliki sifat mekanik serat kaca masih harus dilihat, tetapi penelitian maju pesat.

3.2.2 Kerugian Hamburan

Scatering kerugian terjadi ketika berinteraksi dengan partikel dengan cara yang menghilangkan energi dalam arah propagasi gelombang dan transfer ke arah lain.

Hamburan linear

Linear untuk hamburan, jumlah cahaya kekuatan yang ditransfer dari gelombang adalah sebanding dengan kekuatan dalam gelombang. Hal ini ditandai dengan tidak memiliki perubahan frekuensi dalam gelombang yang tersebar (tidak seperti hamburan nonlinear, di mana frekuensi berubah pada berserakan).

Ray Leigh penyebaran hasil dari cahaya berinteraksi dengan inhomogeneties dalam medium yang jauh lebih kecil daripada panjang gelombang dari inhomo seperti lght dapat geneties menit perubahan dalam indeks bias kaca di beberapa lokasi, disebabkan oleh perubahan dalam komposisi kepadatan kaca (fundamental dan tidak improvable). Kekuatan hamburan ini propotional untuk 1/λ4.


Karena batas dasar sebuah gelas berbasis silika adalah Hamburan Rayleigh di wavelengts pendek dan sifat-sifat penyerapan bahan silika pada panjang gelombang panjang, attenuatior teoretis, minimum untuk serat silika dapat diperkirakan pada panjang gelombang 1550 nm dimana kedua kurva salib , seperti ditunjukkan pada Gambar. 3,2 pada halaman berikut ini diprediksi minmum dari pelemahan telah menjadi salah satu alasan pelaksanaan panjang-panjang gelombang sumber dan penerima yang bekerja di bagian ini spektrum. Pelemahan di bawah 0,2 dB / km telah diukur pada panjang gelombang tersebut.

Hamburan mie inhomogeneities terjadi pada yang sebanding dalam ukuran panjang gelombang. Mereka bisa menjadi inti-claading variasi indeks bias atas panjang serat, kotoran pada inti-cladding antarmuka, strain atau gelembung dalam serat, atau diameter fluktuasi. Penyebaran ini dapat memiliki ketergantungan sudut yang besar (terutama bila ukuran scatterer lebih besar daripada λ/10). Penyebaran ini dapat dikurangi dengan hati-hati mengeluarkan ketidaksempurnaan dari bahan kaca, hati-hati mengendalikan kualitas dan kebersihan proses manufaktur, dan menjaga Δ relatif besar.

Hamburan nonlinear

Nilai-nilai tinggi di dalam medan listrik serat (berhubungan dengan jumlah yang cukup daya optik) menyebabkan adanya hamburan nonlinear interfaction [7-10]. Berserakan seperti :


Gambar 3.2 Atenuasi menyebabkan lembah antara penyebaran dan penyerapan yang signifikan dalam serat silika

kekuatan untuk menjadi tersebar di maju, mundur, atau menyamping arah, tergantung pada sifat dari interaksi. Hamburan disertai dengan pergeseran frekuensi cahaya yang tersebar.

Nonlinear utama mekanisme hamburan Brillouin Raman hamburan dan berserakan. Pada kerapatan daya normal (yaitu, daya per satuan luas), interaksi dapat diabaikan, dengan kekuatan tinggi kepadatan, seperti mungkin harus dihadapi dengan lebih kuat atau lebih kecil dioda laser serat inti, kekuatan yang signifikan dapat dihilangkan dari gelombang cahaya.

Hamburan Briliouin dimodelkan sebagai modulasi cahaya oleh energi panas dalam materi. Insiden foton cahaya mengalami interaksi nonlinear untuk menghasilkan energi getaran (atau "phonons") dalam gelas serta cahaya tersebar (sebagai "phonons"). Cahaya yang scattred ditemukan dimodulasi menjadi frekuensi diatur oleh energi termal, dan kedua ke atas dan ke bawah perpindahan frekuensi diamati. Ukuran pergeseran frekuensi dan kekuatan dari hamburan bervariasi sebagai fungsi dari sudut hamburan, dengan maksimum terjadi di arah belakang dan nol minimum yang diamati dalam arah ke depan. Oleh karena itu, hamburan Brillouin terutama dalam arah yang mundur mengarahkan daya ke arah sumber dan menjauh dari penerima, sehingga mengurangi daya di penerima. Level daya optik di mana hamburan Brillouin menjadi signifikan dalam satu-mode serat diberikan oleh rumus empiris [7,8],


PB = (1.76x10-3) α12λ12α∆v1,

( 3.13 )

Di mana :

PB adalah tingkat daya (dalam watt) yang diperlukan untuk terjadinya hamburan Brillouin, α 'adalah jari-jari serat (dalam μm), λ' adalah sumber panjang gelombang (dalam μm), α 'adalah hilangnya serat (dalam dB / km), dan Δv1 adalah linewidth dari sumber (dalam GHz).

Tingkat daya di atas batas ini akan kehilangan sejumlah besar kekuatan sinyal ke hamburan.

Dalam hamburan Raman, interaksi nonlinear menghasilkan hght-frekuensi Fonon dan tersebar foton, bukannya rendah frekuensi Fonon dari hamburan Brillouin. Yang hamburan mayoritas di arah depan, maka kekuatan itu tidak hilang ke penerima. Ambang batas tingkat kekuatan yang signifikan terjadi hamburan Raman diberikan oleh [7,8]

PR = (23.6x10-2) α12 λ1 α, λ2

( 3.14 )

dimana α1, λ1, dan α adalah jumlah yang mana didefinisikan di atas dengan unit dicatat.

Contoh: Perhatikanlah 8 / 125 single-mode serat beroperasi at 1300 nm dengan kehilangan 0,8 dB / km. The linewidth dari sumber adalah 0,013 nm.

(a) Hitunglah tingkat daya ambang batas untuk hamburan Brillouin dalam serat Solusi: kita mulai dengan mencari di linewidth Hertz.

∆v= ∆λ = 2 (0.013x10-9)


= 2.31 x 108 Hz = 2.31 Ghz.

( 3.15 )

Kekuatan ambang hamburan Brillouin kemudian ditemukan sebagai :

PB = (17.6 x10-3) α12 λ12 α∆v1

= (17.6 x10-3)(4)2(1.3)2(0.8)(2.31) = 0.879 watts.

( 3.16 )

(b) Hitunglah daya ambang untuk awal hamburan Raman serat yang sama. Penyelesaian: daya ambang untuk hamburan Raman diberikan oleh :

PR = (23.6 x ) α12 λ1 α

= (23.6 x )(4)2(1.3)(0.8) = 3.93 watts.

( 3.17 )

(c) Carilah rasio hamburan Billouin ambang batas ke ambang batas hamburan Raman. Solusi: Rasio level daya ambang yang diberikan

= = 0.0746 λ∆v

= 0.0746(1.3)(2.31) = 0.224.


( 3.18 )

Jadi, kita menemukan bahwa ambang batas untuk hamburan Brillouin di sekitar 22% dari yang untuk hamburan Raman, yang mengindikasikan bahwa hamburan Brillouin akan menjadi faktor pembatas dalam nonlinear berserakan. Ketika kita memiliki lebih dari satu sinyal hadir dalam serat (seperti dalam panjang gelombang-divisi multi-plexed [WDM] sistem), semakin rumit interaksi dapat terjadi karena nonlinier interaksi antara sinyal. Chraplyvy [9] menjelaskan kedua tunggal efek sinyal-sinyal dan beberapa efek yang terjadi ketika beberapa panjang gelombang optik diskrit secara bersamaan hadir. Ia menemukan bahwa hamburan Brillouin wil mempengaruhi sinyal tunggal-link tapi tidak akan efek ganda saluran sinyal. Empat-foton pencampuran, yang memerlukan setidaknya dua sinyal terjadi, akan memiliki dampak terbesar pada sinyal multi-link. Ini dan efek nonlinearities lain akan dibahas secara rinci pada bagian selanjutnya dari bab ini.

3.2.3 Interface Inhomogeneities

Interface Inhomogeneities memiliki efek mengubah orde tinggi mode ke mode lossy meluas ke cladding di mana mereka dihapus oleh jaket kerugian. Inhomogeneities seperti itu mungkin karena kotoran yang terperangkap di inti-cladding antarmuka atau kotoran di serat buffering. Yang juga mungkin Inhomogeneities geometris perubahan dalam bentuk dan / atau ukuran inti karena toleransi manufaktur allowances.Generally, serat mode tunggal lebih rentan terhadap kerugian dari geometris penyimpangan atau cacat jaket n materi, karena cacat dari suatu ukuran akan mewakili porsi pecahan yang lebih besar dari serat mode tunggal berdiameter dari serat multimode dengan diameter yang lebih besar. Kerugian tersebut diminimalkan dengan mengurangi sumber masalah. Manufaktur perbaikan telah mengurangi kerugian akibat variasi geometic diameter inti dan lapisan ketidaksempurnaan.

3.2.4 Kerugian Macrobending dan Serat Microbending

Menunjukkan kerugian akibat efek membungkuk [11-14]. Membungkuk besar dari kabel dan serat yang macrobends (lihat Gambar. 3.3a); skala kecil membungkuk dalam antarmuka cladding inti adalah microbends (lihat Gambar. 3.3b). Tikungan terakhir ini lokal dapat berkembang selama penggelaran serat, atau dapat disebabkan oleh tekanan mekanik lokal ditempatkan pada


serat (misalnya, menekankan disebabkan oleh kabel serat atau pembungkus serat pada spul atau gelendong). Kerugian terakhir ini disebut pengkabelan spooling kehilangan dan kerugian, masing-masing. Tambahan Typcal kerugian yang disebabkan oleh microbends ditambahkan selama pengkabelan dapat 1-2 dB / km.

Bend kerugian: Multimode dan menghanguskan Radiasi Mode Serat kerugian terjadi pada tikungan di jalur serat. Di sebuah tikungan, geometri inti-cladding perubahan antarmuka dan beberapa cahaya dipandu ditularkan dari inti ke cladding. Sebagian besar daya yang hilang dari orde yang lebih tinggi mode; kurang daya yang hilang dari orde yang lebih rendah mode. Jari-jari kelengkungan belokan serat sangat penting untuk jumlah kekuasaan hilang. Koefisien kerugian yang terkait dengan tikungan serat diberikan oleh [15]

=

( 3.19 )

dan koefisien pelemahan diberikan αbenda dari [15]

= c1e-c2r

( 3.20 )


Gambar (a)

Gambar (b) 3,3

Figur contoh (a) macrobend dan (b) microbends. (microbends aqre yang sangat dibesar-besarkan di zise dalam gambar ini) Dimana r adalah jari-jari pada serat kelengkungan ben dan c1 dan c2 konstanta Aare. Kerugian dapat diabaikan sampai radius mencapai ukuran kritis yang diberikan oleh [15]

Teritical ≈ 2

( 3.21)


Dari relasi ini kita melihat bahwa, untuk meminimalkan kerugian ini, kami ingin serat dengan NA yang besar dan kami ingin beroperasi ata panjang gelombang pendek. Untungnya, macrobending tidak menyebabkan kerugian sampai appricable jari-jari kelengkungan belokan di bawah (kira-kira) 1 cm. requiretment ini tidak menampilkan banyak masalah dalam untilization praktis serat kabel, tetapi sekarang aminimum kelengkungan ke serat. jaket serat sering adalah kaku untuk mencegah anttempt untuk loop serat menjadi terlalu kecil kelengkungan. Contoh: (a) menghitung jari-jari kelengkungan kritis untuk serat multimode 50/125 dengan 0,2 NA beroperasi pada 850 nm. Solusi: kurang informasi tentang nilai n2, kita harus mengasumsikan nilai yang masuk akal. (kita tidak kritis berbanding lurus jari-jari ke indeks n2, jadi setiap kesalahan dalam n2 akan langsung tercermin dalam rcritical.) kami menganggap nilai n2 = 1,48. The cricital jari-jari kelengkungan

Teritical ≈ 3 ≈ ≈ 37.5 µm

( 3.22 )


translte skso tugas kelompok sebelum uts

Documents

area yang

yang interaktif

garis yang kedua dari

garis yang ketiga dari

suatu sumber optik

adalah suatu

diatur oleh suatu sinyal

sinyal untuk dipancarkan