Приклад 11.1. Обчислити критичні частоту та довжину хвилі оптичного кабелю зі скловолокна з параметрами: , , , мода ЕН01

Підставимо у формулу (11.5) значення з табл. 11.1, а також , , , , тоді . Аналогічно за формулою (11.6) .

Наявність у світловоді критичної частоти вказує на те, що він, як і будь-який хвилевід, має властивість фільтра верхніх частот. Світловодом можливе передавання хвиль довжиною, меншою за .

Ослаблення світловодів. Ослаблення хвилі, що поширюється світловодом, визначається втратами її енергії. Є дві головні причини цих втрат у світловоді: поглинання та розсіювання енергії.

Поглинання складається з власного поглинання матеріалом осердя та по­глинання, що відбувається через наявність в осерді домішок у вигляді іонів окислів металів та гідроксильних груп.

Ослаблення за рахунок власного поглинання в осерді , , що спричинене діелектричними втратами в матеріалі світловоду, може бути обчислене за формулою

, (11.7)

де - робоча довжина хвилі, мкм; - тангенс кута діелектричних втрат у світловоді. Для матеріалів, що застосовуються нині у світловодах, .

Втрати енергії за рахунок сторонніх домішок істотно залежать від чи­стоти матеріалу і можуть у кілька разів перевищувати власні втрати, що обчислюються за формулою (11.7). При цьому в областях резонансів власних коливань іонів домішок спостерігаються сплески ослаблень світловодів. Наприклад, через наявність іонів гідроксильних груп ці сплески мають місце на хвилі 0,95 мкм. Нині досягнуті значні успіхи в технології виготовлення волокносвітловодів із малими втратами поглинання. Так, розроблено волокносвітловоди з кварцового скла, легованого германієм, фосфором чи бором із гранично малими втратами (меншими за 1 дБ/км).

Розсіювання світлової енергії обумовлено неоднорідностями матеріалу світловоду, розміри яких менші за довжину хвилі, та тепловою флуктуацією показника заломлення (так зване релеєвське розсіювання). Втрати на розсіювання , дБ/км, залежать від матеріалу світловоду та робочої довжи­ни хвилі. Крім перелічених втрат необхідно враховувати також кабельні втрати , що виникають через різні порушення геометрії світловоду, наяв­ності з'єднань, згинів та мікрозгинів. У результаті загальний коефіцієнт ослаблення світловоду . Для більшості світловодів можна прийняти

, (11.8)

де обчислюється за формулою (11.7).