Was ist der Fiber Mode Field Diameter (MFD)?

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Warum verursacht eine MFD-Fehlanpassung erhebliche Verluste beim Spleißen von Singlemode-Fasern verschiedener Hersteller?

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Ein Mismatch des Modenfelddurchmessers (MFD) zwischen Singlemode-Fasern verschiedener Hersteller verursacht erhebliche Spleißverluste, hauptsächlich aufgrund ineffizienter Leistungskopplung.

Hier ist der Grund dafür:

  1. Definition des Modenfelddurchmessers: Der MFD repräsentiert den effektiven Durchmesser des Lichts, das sich im Faserkern ausbreitet. Obwohl der physikalische Kerndurchmesser ähnlich sein mag, kann die Art und Weise, wie das Licht im Kern geführt und verteilt wird, aufgrund von Unterschieden in den Brechzahlprofilen und Faserkonstruktionen variieren.
  2. Unvollständige Modenfeldüberlappung: Wenn zwei Fasern mit unterschiedlichen MFDs gespleißt werden, überlappt sich das sich ausbreitende Licht der ersten Faser nicht perfekt mit der fundamentalen Mode der zweiten Faser. Wenn der MFD der sendenden Faser größer ist als der der empfangenden Faser, tritt ein Teil des Lichts aus dem Kern der empfangenden Faser aus. Umgekehrt, wenn die sendende Faser einen kleineren MFD hat, leuchtet das Licht den Kern der empfangenden Faser nicht vollständig aus, was zu Leistungsverlusten führt.
  3. Leistungsverlust: Diese unvollständige Überlappung führt dazu, dass ein Teil der optischen Leistung in höhergeordnete Moden umgewandelt wird (die typischerweise in Singlemode-Fasern nicht geführt werden und abgestrahlt werden) oder am Spleißpunkt einfach verloren geht, was zu Einfügungsdämpfung führt. Je größer der MFD-Unterschied, desto größer ist der Leistungsverlust.
  4. Herstellerunterschiede: Verschiedene Hersteller können geringfügig unterschiedliche Glaszusammensetzungen, Dotierungsprofile und Ziehverfahren verwenden, was zu Variationen im Brechzahlprofil und damit zu unterschiedlichen MFD-Spezifikationen innerhalb der zulässigen Toleranzen für Standard-Singlemode-Fasern (z. B. G.652D) führt. Obwohl sie Standards einhalten, können geringfügige Unterschiede signifikant werden, wenn hochpräzises Spleißen erforderlich ist.

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