Warum legen moderne Glasfaserkabel Wert auf eine niedrige Dämpfung bei 1383 nm? Gibt es besondere Herstellungsmerkmale, die damit verbunden sind?
In der Optik und Faserkommunikation stellt der „Low Water Peak“ (LWP) einen entscheidenden Meilenstein in der Entwicklungsgeschichte von Monomodenfasern dar. Um tiefgreifend zu verstehen, warum moderne Glasfasern durchweg auf einen niedrigen Wasserpeak Wert legen und welche Details ihre Herstellungsprozesse umfassen, müssen wir dies aus zwei Perspektiven analysieren: den physikalischen Mechanismen und der Herstellungschemie.
1. Warum legen moderne Glasfasern Wert auf einen „niedrigen Wasserpeak“?
1. Eliminierung der Infrarot-Resonanzabsorption von OH^- Ionen
In Quarzglasfasern weisen restliche Hydroxylgruppen (d.h. Hydroxidionen OH^-) mehrere Absorptionsbänder im Infrarotbereich auf. Insbesondere hat die Hauptgrundschwingungsabsorption von OH^- ihren Peak zufällig in der Nähe einer Wellenlänge von 1383\text{nm} (der sogenannte „Wasserpeak“).
Bei herkömmlichen Monomodenfasern (wie den frühen Standards G.652A/B) ist die Dämpfung an dieser Stelle extrem hoch (oft über 2.0\ \text{dB/km}), was die E-Band (erweitertes Band, Wellenlängenbereich 1360\text{nm} bis 1460\text{nm}), die zwischen dem O-Band (Originalband) und dem C-Band (konventionelles Band) liegt, zu einem „unbrauchbaren Band“ macht.
2. Ermöglichung von Vollbandübertragung und Unterstützung von CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing)
Angesichts des rasant steigenden Bedarfs an Kommunikationskapazität ist die vollständige Nutzung der spektralen Breite von Glasfasern von entscheidender Bedeutung.
- Erweiterung der nutzbaren Bandbreite: Durch die Beseitigung des Wasserpeaks