Razmerje med izgubo pri prenosu optičnih vlaken in valovno dolžino je pomembno vprašanje na področju komunikacije z optičnimi vlakni, saj bodo različne valovne dolžine svetlobe pri širjenju v optičnih vlaknih naletele na različne mehanizme izgube. Izgube v optičnih vlaknih vključujejo predvsem izgube zaradi absorpcije, izgube zaradi sipanja in izgube pri upogibu, ti mehanizmi izgube pa so tesno povezani z valovno dolžino svetlobnih valov. Ta članek bo podrobno analiziral odnos med tema dvema.
1, Izguba absorpcije
Izguba absorpcije se nanaša na izgubo energije, ki jo povzroči absorpcijski učinek samega vlaknenega materiala, ko se svetlobni valovi širijo v vlaknenem materialu. Materiali iz optičnih vlaken, predvsem silicijev dioksid (SiO2), absorbirajo več svetlobne energije pri določenih valovnih dolžinah, kot je vrh absorpcije ionov OH - v infrardečem območju in absorpcija prehoda elektronov v ultravijoličnem območju. Tipično okno z majhnimi izgubami se nahaja okoli 850 nm, 1310 nm in 1550 nm, saj je absorpcija vlaknatih materialov pri teh treh valovnih dolžinah minimalna.
2, Izguba sipanja
Izgube zaradi sipanja vključujejo predvsem Rayleighovo sipanje in nelinearno sipanje. Rayleighovo sipanje je posledica mikroskopske nehomogenosti v materialih optičnih vlaken, zaradi česar lahko del energije svetlobnih valov odstopa od njihove prvotne smeri širjenja. Izguba Rayleighovega sipanja je obratno sorazmerna s četrto potenco valovne dolžine, kar pomeni, da daljša kot je valovna dolžina, manjša je izguba sipanja. Pri valovni dolžini 1550 nm je izguba Rayleighovega sipanja minimalna.
Nelinearno sipanje, kot sta Ramanovo sipanje in Brillouinovo sipanje, je povezano z valovno dolžino in intenzivnostjo svetlobe, vendar ga je na splošno mogoče dobro nadzorovati v območju dolgih valovnih dolžin.
3, izguba pri upogibanju
Izguba pri upogibu se pojavi med upogibanjem vlaken, zlasti kadar je radij upogiba majhen. Ko se svetlobni valovi širijo v upognjenih optičnih vlaknih, bodo nekateri svetlobni žarki zaradi loma ušli iz ovoja vlaken, kar bo povzročilo izgubo energije. Razmerje med izgubo pri upogibu in valovno dolžino je zapleteno, vendar na splošno, ko je valovna dolžina daljša, je izguba pri upogibu razmeroma majhna, ker je bolj verjetno, da bo svetloba z dolgimi valovnimi dolžinami ostala omejena v vlaknu.
Če povzamemo, imajo optična vlakna razmeroma majhne izgube v treh oknih valovnih dolžin 850 nm, 1310 nm in 1550 nm. Med njimi je izguba v oknu 1550 nm najmanjša in se giblje od 0,19 dB/km do 0,25 dB/km, zaradi česar je 1550 nm prednostna valovna dolžina za -komunikacijo z optičnimi vlakni na dolge razdalje. Poleg tega imajo optična vlakna zaradi majhne razpršenosti pri valovni dolžini 1550 nm tudi prednosti pri visoko{11}}hitrostnem prenosu.
Izbira ustrezne valovne dolžine je ključnega pomena za optimizacijo delovanja komunikacijskih sistemov z optičnimi vlakni. Ob upoštevanju dejavnikov, kot so izguba, disperzija, nelinearni učinki in stroški, se običajno izbira med tremi valovnimi dolžinami 850 nm, 1310 nm in 1550 nm, da se izpolnijo zahteve različnih aplikacij. Lokalna omrežja kratkega-dometa lahko na primer uporabljajo 850 nm, medtem ko hrbtenična omrežja-na dolge razdalje običajno uporabljajo 1550 nm.
