Effective Area of Optical Fiber by Far-Field Scanning

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2006

Department

Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto

Major/Subject

Mittaustekniikka

Mcode

S-108

Degree programme

Language

en

Pages

54

Series

Abstract

Aallonpituusjakoisen kanavoinnin myötä optisten tietoliikenneverkkojen suorituskyky on kasvanut rajusti. Kanavien siirtonopeuksien kasvattaminen ja lukuisten kanavien sovittaminen yhteen kuituun on tehokas tapa kasvattaa kokonaiskaistanleveyttä. Useiden kanavien optisten tehojen summautuminen sekä pienentyneet kanavavälit voivat kuitenkin voimistaa epälineaariset ilmiöt haitalliselle tasolle. Suurin osa epälineaarisista ilmiöistä johtuu taitekertoimen intensiteettiriippuvuudesta. Taitekertoimen intensiteettiriippuvaa osaa kutsutaan epälineaariseksi taitekertoimeksi n2. Epälineaarista taitekerrointa ei voida suoraan mitata, mutta se on laskettavissa mitattavissa olevan epälineaarisen kertoimen n2/Aeff kautta. Aeff, eli efektiivinen pinta-ala, on kuidussa etenevän optisen kentän poikkileikkauksen koon määrittävä parametri. Efektiivisen pinta-alan käsitteen ymmärtäminen edellyttää, että valon poikittaissuuntainen jakauma kuidun sisällä tunnetaan. Kenttäjakaumaa tarkasteltiin Maxwellin yhtälöiden valossa. Optisen kuidun efektiivistä pinta-alaa voidaan tutkia lukuisilla kuidun päästä säteilevän kentän mittaamiseen perustuvilla menetelmillä. Tässä työssä käytettiin kansainvälisen tietoliikenneliiton standardoimaa (ITU-T G.650.2) kaukokenttämittausmenetelmää. Mittausjärjestelyssä InGaAs-valoilmaisin kiinnitettiin tarkan kääntöpöydän päälle ja testattavan kuidun säteilykuvio mitattiin yhdessä tasossa. Ennen efektiivisen pinta-alan laskemista kaukokentän intensiteettijakauma täytyy muuntaa vastaavaksi lähikentän jakaumaksi käyttäen Hankelin käänteismuunnosta. Efektiivinen pinta-ala voidaan estimoida myös muotokentän halkaisijan (MFD) avulla. MFD:n määritelmässä käytetyn Gaussin approksimaation vuoksi tämä estimaatti on kuitenkin jossain määrin virheellinen. Tämä virhe voidaan kuitenkin korjata sopivaa korjauskerrointa (kNam) käyttämällä. Tässä työssä myös kNam laskettiin kullekin testattavalle kuidulle efektiivisen pinta-alan ja MFD:n lisäksi. Testattavana oli kolme erilaista kuitua: standardi yksimuotokuitu (SMF), nollasta eroavan dispersion omaava yksimuotokuitu (NZ-DSF), ja suuren efektiivisen pinta-alan omaava NZ-DSF. Mittaukset tehtiin sekä 1310 nm että 1550 nm aallonpituusalueilla. Mittausepävarmuudeksi (k = 2) saatiin - 4 % Aeff:n osalta ja - 2 % MFD:n osalta.

Description

Supervisor

Ikonen, Erkki

Thesis advisor

Lamminpää, Antti
Hieta, Tuomas

Keywords

effective area, efektiivinen pinta-ala, far-field scanning, kaukokenttämittaus, nonlinear coefficient, epälineaarinen taitekerroin, optical field distribution, optisen kentän intensiteettijakauma, single mode fiber optics, yksimuotovalokuitu

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120552998

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK