Saikne starp optiskās šķiedras pārraides zudumiem un viļņa garumu ir svarīgs jautājums optisko šķiedru sakaru jomā, jo dažādi gaismas viļņu garumi, izplatoties optiskajās šķiedrās, saskarsies ar dažādiem zudumu mehānismiem. Optisko šķiedru zudumi galvenokārt ietver absorbcijas zudumus, izkliedes zudumus un lieces zudumus, un šie zudumu mehānismi ir cieši saistīti ar gaismas viļņu viļņa garumu. Šajā rakstā tiks detalizēti analizēta attiecības starp šiem diviem.
1, absorbcijas zudums
Absorbcijas zudumi attiecas uz enerģijas zudumiem, ko izraisa paša šķiedras materiāla absorbcijas efekts, kad šķiedras materiālā izplatās gaismas viļņi. Optisko šķiedru materiāli, galvenokārt silīcija dioksīds (SiO2), absorbē vairāk gaismas enerģijas noteiktos viļņu garumos, piemēram, OH - jonu absorbcijas maksimums infrasarkanajā reģionā un elektronu pārejas absorbcija ultravioletajā reģionā. Tipisks zemu zudumu logs atrodas aptuveni 850 nm, 1310 nm un 1550 nm, jo šķiedru materiālu absorbcija šajos trīs viļņu garumos ir minimāla.
2, izkliedes zudums
Izkliedes zudumi galvenokārt ietver Reilija izkliedi un nelineāro izkliedi. Rayleigh izkliedi izraisa optisko šķiedru materiālu mikroskopiskā neviendabība, kas var izraisīt gaismas viļņu enerģijas daļas novirzi no sākotnējā izplatīšanās virziena. Reilija izkliedes zudums ir apgriezti proporcionāls viļņa garuma ceturtajai pakāpei, kas nozīmē, ka jo garāks ir viļņa garums, jo mazāks ir izkliedes zudums. Pie viļņa garuma 1550 nm Rayleigh izkliedes zudumi tiek samazināti līdz minimumam.
Nelineārā izkliede, piemēram, Ramana izkliede un Brillouin izkliede, ir saistīta ar viļņa garumu un gaismas intensitāti, taču kopumā to var labi kontrolēt garā viļņa garuma reģionā.
3, lieces zudums
Liekšanas zudumi rodas šķiedru lieces laikā, īpaši, ja lieces rādiuss ir mazs. Kad gaismas viļņi izplatās saliektajās optiskajās šķiedrās, daži gaismas stari refrakcijas dēļ izkļūs no šķiedras apšuvuma, kā rezultātā rodas enerģijas zudumi. Attiecība starp lieces zudumu un viļņa garumu ir sarežģīta, bet vispārīgi runājot, ja viļņa garums ir garāks, lieces zudumi ir salīdzinoši nelieli, jo liela viļņa garuma gaisma, visticamāk, paliks ierobežota šķiedrā.
Rezumējot, optiskajām šķiedrām ir salīdzinoši zemi zudumi trīs viļņu garuma logos 850 nm, 1310 nm un 1550 nm. Starp tiem zudumi 1550 nm logā ir mazākie, sākot no 0,19 dB/km līdz 0,25 dB/km, padarot 1550 nm par vēlamo viļņa garumu liela attāluma optiskās šķiedras sakariem. Turklāt, ņemot vērā optisko šķiedru nelielo izkliedi pie viļņa garuma 1550 nm, tām ir arī priekšrocības liela ātruma pārraidē.
Atbilstoša viļņa garuma izvēle ir ļoti svarīga, lai optimizētu optisko šķiedru sakaru sistēmu veiktspēju. Ņemot vērā tādus faktorus kā zudumi, dispersija, nelineārie efekti un izmaksas, parasti tiek izdarīta izvēle starp trim viļņu garumiem 850 nm, 1310 nm un 1550 nm, lai atbilstu dažādām pielietojuma prasībām. Piemēram, neliela-darbības diapazona lokālie tīkli var izmantot 850 nm, savukārt liela attāluma{7}}maģistrāles tīkli parasti izmanto 1550 nm.
