ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Закон Бугера-Ламберта и оценка полных потерь оптического излучения в стекловолокнах

Из всего вышесказанного ясно, что экспериментальное определение конкретного вида по­терь в СВ представляет собой достаточно сложную физико-техническую задачу. С точки
зрения эксплуатации СВ-кабеля нас интересуют полные потери безотносительно к природе их происхождения.

Известно, что интенсивностью излучения света называется величина, определяемая выражением

! _ Е Р Дж _ Вт St 5 ’ м2с м2 ’

Где Е — энергия оптического излучения, переносимая световой волной через площадь 5 за время V, Р — мощность излучения, соответствующая энергии Е.

Если интенсивность излучения после входа в СВ равна /0, то интенсивность света, про­шедшего в СВ путь Ь, уменьшается до величины / < /0 (рис. 3.25).

Выберем внутри СВ малый элемент толщины Лх (см. рис. 3.25). На входе в этот элемент интенсивность света равна 1„ а на выходе 1х-д1х, где с1Х убыль интенсивности. Очевидно, что (1/* пропорциональна 1Х и Ах. Вводя коэффициент пропорциональности Р, получаем

С1/=-р/гсЬ:. (3.58)

Знак «минус» в (3.58) означает убыль интенсивности Их. Разделяя переменные и интег­

Рируя (3.58), имеем

^ А1 ^ I

1п/-1п/0=-Р1; 1п—=~Р1; / = /0е~р (3.59)

/„ К о А>

Формула (3.59) носит название закона Бугера-Ламберта. Величина Р, входящая в (3.59), называется коэффициентом полных потерь световой энергии в СВ. Уточним физический смысл этой величины. Потребуем выполнения условия

— = е‘ = е = 2,718282. (3.60)

/о

Из (3.59) и (3.60) следует

Е' = е+рь; Р1, = 1; р = 1/А (м-1). (3.61)

Согласно (3.61), коэффициент полных потерь световой энергии в СВ есть физическая

Величина, обратная такой длине Ь, на которой интенсивность света убывает в е раз.

Из (3.59) величину р можно представить в виде

Р = -|-1п^-. (3.62)

Исходя из (3.57) и (3.62)

Р = ІьД. (3.63)

І р

Заменяя натуральный логарифм на десятичный, из (3.63) имеем 2,3025

1 Р

Умножая правую и левую части в (3.64) на 10, получаем

7 3025 Р

10р= ’ ^ ІО^Х (3.65)

Величину

А = 101§^-,дБ (3.66)

Назовем коэффициентом затухання света в СВ, измеряемом в децибелах. Из (3.65) и (3.66)

Следует взаимосвязь между Р и а в виде

2 3025

ЮР = -^------- а; ЮР! = 2,3025а, а=4,343ф1. (3.67)

Разделим (3.66) на длину I стекловолокна и выразим Ь в километрах:

У = уЫ-£-> —■ (3.68)

£ I Р км

Широко распространенной единицей измерения затухания в технике связи является дБ/км.