Hubungan antara kehilangan penghantaran gentian optik dan panjang gelombang adalah isu penting dalam bidang komunikasi gentian optik, kerana panjang gelombang cahaya yang berbeza akan menghadapi mekanisme kehilangan yang berbeza apabila merambat dalam gentian optik. Kerugian dalam gentian optik terutamanya termasuk kehilangan penyerapan, kehilangan hamburan, dan kehilangan lentur, dan mekanisme kehilangan ini berkait rapat dengan panjang gelombang gelombang cahaya. Artikel ini menganalisis hubungan antara kedua-dua ini.
1, kehilangan penyerapan
Kehilangan penyerapan merujuk kepada kehilangan tenaga yang disebabkan oleh kesan penyerapan bahan gentian itu sendiri apabila gelombang cahaya merambat dalam bahan gentian. Bahan gentian optik, terutamanya silikon dioksida (SiO2), menyerap lebih banyak tenaga cahaya pada panjang gelombang tertentu, seperti puncak penyerapan ion OH - di kawasan inframerah dan penyerapan peralihan elektron dalam kawasan ultraungu. Tingkap kehilangan rendah biasa terletak sekitar 850nm, 1310nm, dan 1550nm, kerana penyerapan bahan gentian adalah minimum pada tiga panjang gelombang ini.
2, Kehilangan taburan
Kehilangan taburan terutamanya termasuk taburan Rayleigh dan taburan tak linear. Penyerakan Rayleigh disebabkan oleh ketidakhomogenan mikroskopik dalam bahan gentian optik, yang boleh menyebabkan sebahagian daripada tenaga gelombang cahaya menyimpang daripada arah perambatan asalnya. Kehilangan hamburan Rayleigh adalah berkadar songsang dengan kuasa keempat panjang gelombang, yang bermaksud bahawa semakin panjang panjang gelombang, semakin kecil kehilangan hamburan. Pada panjang gelombang 1550nm, kehilangan hamburan Rayleigh diminimumkan.
Penyerakan tak linear, seperti penyerakan Raman dan penyerakan Brillouin, berkaitan dengan panjang gelombang dan keamatan cahaya, dan secara amnya boleh dikawal dengan baik di rantau panjang gelombang panjang.
3, kehilangan lenturan
Kehilangan lenturan berlaku semasa lenturan gentian, terutamanya apabila jejari lenturan kecil. Apabila gelombang cahaya merambat dalam gentian optik yang bengkok, beberapa sinaran cahaya akan terlepas daripada pelapisan gentian akibat pembiasan, mengakibatkan kehilangan tenaga. Hubungan antara kehilangan lenturan dan panjang gelombang adalah kompleks, tetapi secara amnya, apabila panjang gelombang lebih panjang, kehilangan lenturan adalah agak kecil kerana cahaya panjang gelombang panjang lebih berkemungkinan kekal terkurung dalam gentian.
Kehilangan gentian optik agak rendah dalam tiga tetingkap panjang gelombang 850nm, 1310nm dan 1550nm, dengan kehilangan dalam tetingkap 1550nm adalah yang paling kecil, antara 0.19dB/km hingga 0.25dB/km, menjadikan 1550nm jarak jauh gelombang optik - untuk komunikasi gentian optik yang panjang. Selain itu, disebabkan oleh penyebaran gentian optik yang kecil pada panjang gelombang 1550nm, ia juga mempunyai kelebihan dalam-transmisi berkelajuan tinggi.
Memilih panjang gelombang yang sesuai adalah penting untuk mengoptimumkan prestasi sistem komunikasi gentian optik. Mengambil kira faktor seperti kehilangan, serakan, kesan tak linear dan kos, pilihan biasanya dibuat antara tiga panjang gelombang 850nm, 1310nm dan 1550nm untuk memenuhi keperluan aplikasi yang berbeza. Sebagai contoh, rangkaian kawasan tempatan jarak pendek-mungkin menggunakan 850nm, manakala rangkaian tulang belakang-jarak jauh cenderung menggunakan 1550nm.
