<h2></h2>
<p>Z fyzikálneho hľadiska je optické vlákno dielektrický optický
vlnovod, podobne ako pevný mikrovlný vlnovod. Index lomu je podobný
dielektrickej konštante v mikrovlnných prenosoch. Hlavný rozdiel
je vlnová dĺžka, ktorá robí optické vlnovody oveľa menšími ako ich
obdobu v mikrovlnnej oblasti. Svetlo sa šíri v optickom
vlákne viacerými vlnovými módami. Módy vlákna závisia od geometrie
vlákna, indexov lomu jadra a plášťa a od vlnovej dĺžky
svetla. </p>
<h3>Typy optických vlákien</h3>
<p>Optické vlákna sú bežne rozdelené podľa ich
vlnovodových vlastností. Základné typy sú rozdelené podľa poÄtu módov,
ktoré vlákno prenáša a podľa charakteristiky v oblasti
hranice medzi jadrom a plášťom vlnovodu.</p>
<p>Existujú 3 základné skupiny vlákien, každá
s vlastnými charakteristikami a použitím:</p>
<ul>
<li><em>Step-indexové multimódové vlákna</em> (obr. 3.2.1, hore) majú
strmý prechod medzi jadrom (vnútrom) a plášťom vlnovodu
a relatívne veľké jadro, ktoré umožňuje viacero prenosových módov.
Plášť vlnovodu s malým indexom lomu obaľuje veľké jadro
s väÄším indexom lomu. Step-indexové multimódové vlákna sú vhodné
na prenos obrazu. Vstupujúce svetlo je rozložené (roztiahnuté) cez celý
prijímací povrch zväzku, ale len Äasť, ktorá dopadá na jadro je
prenášaná.<br />
Nevýhodou step-indexových multimódových vlákien pre komunikáciu je
módová disperzia – vznikajúca v dôsledku toho, že vlákna prenášajú
mnoho módov, ktoré sa šíria odlišnými rýchlosťami. Módová disperzia
limituje šírku prenosového pásma step-indexových multimódových vlákien
na 20 MHz/km</li>
<br />
<li><em>Gradient-indexové multimódové vlákna </em>(obr. 3.2.1, v
strede) majú postupný (pozvoľný) prechod medzi jadrom a plášťom
vlnovodu, s indexom lomu jadra klesajúcim plynulo k dolnej
hranici v plášti podľa vzťahu.<img src="vzorce/image020.gif" border="0" /><br />
Tento vzťah platí pre 0 £ x £
r a pre plášť s konštantným indexom lomu.<br />
<p>Pre x &gt; r platí : </p>
<p><sub>
<img src="vzorce/image011.gif" border="0" width="87" height="24" /></sub></p>
<p>kde</p>
<p><sub>
<img src="vzorce/image022.gif" border="0" width="213" height="45" /></sub></p>
<p>x –
vzdialenosť od stredu jadra</p>
<p>r –
polomer jadra</p>
<p>x - Prirodzené Äíslo
(optimálne x = 2, vtedy je priebeh
lomu parabolický)</p>
Gradient-indexové vlákna, podobne ako step-indexové vlákna, prenášajú
viacero módov a svetelné lúÄe prechádzajú rôznymi cestami. KeÄ sú
lúÄe Äalej od osi vlákna, prechádzajú cez materiál s nižším
indexom lomu, ktorý prenáša svetlo rýchlejšie.<br /><br /></li>
<li> 
<em>Jednomódové vlákna </em>majú malé vlnovodové jadrá, ktoré
prenášajú len jeden mód svetla. Čím je menší priemer jadra, tým menej
módov vlákno prenáša. Jednomódové vlnovody sa vyhýbajú problémom
s módovou disperziou a módovým šumom, a preto sú vhodné
pre vysokovýkonné komunikaÄné systémy.
</li>
</ul>
<p align="center"> <img src="images/image014.gif" border="0" alt="Z�kladn� typy optick�ch vl�kien" title="Z�kladn� typy optick�ch vl�kien" width="266" height="527" /></p>
<p> </p>
<h2>Delenie optických vlákien z hľadiska použitých materiálov</h2>
<p>
<em>Vlákna s kvapalným jadrom a pevným plášťom - </em>Použitím kvapaliny
pre jadro možno zabezpeÄiť jej extrémnu Äistotu. Tekutina môže byť
prakticky bez nežiadúcich stopových  kovových prvkov a Iónov,
najmä skupiny OH<sup>-</sup>, ktoré výrazne ovplyvňujú pohltivosť
materálu optického vlákna. Ako látky sa zväÄša používajú (napr.C<sub>2</sub>Cl<sub>4</sub>).
</p>
<p>Nevýhody vlákien
s kvapalným jadrom</p>
<ul type="disc">
<li> 
<ul type="circle">
<li style="text-align: justify;"> Veľký plniaci tlak (cca
140 Mpa)</li>
<li style="text-align: justify;">  veľká tepelná
dilatácia jadra a s tým spojené problémy</li>
</ul>
</li>
</ul>
<p style="text-align: justify;"><span style="font-size: 11pt; font-family: Symbol;">·<span style="font-style: normal; font-variant: normal; font-weight: 400; font-size: 7pt; line-height: normal; font-size-adjust: none; font-family: &quot;Times New Roman&quot;;">        
</span></span><em>Vlákna s pevným jadrom aj
plášťom</em></p>
<h3>Typy používaných skiel</h3>
<ul type="disc">
<li> 
<ul type="circle">
<li>Sodnovápenaté</li>
<li>Kremíkové (zmesi silikátov)</li>
</ul>
</li>
</ul>
<p>Menšie tlmeni vykazujú vlákna zo silikátov. Na výrobu sa používajú
extrémne Äisté suroviny. Technologické ťažkosti nastávajú pri tavení
vlákna , pretože sa pracuje s teplotou až 2000<sup>o</sup>C a ťahanie
musí prebiehať v ochrannej atmosfére.</p>
<h3>Moderné materiály používané na výrobu optických vlákien</h3>
<p>V súÄasnosti sa na výrobu optických vlákien
najÄastejšie používajú pevné transparentné materiály. Podľa typu
spektra, pre, ktoré má byť daný typ optického vlákna urÄený sa na
výrobu používajú používajú:</p>
<ul>
<li>Äisté kremíkové sklo – najtransparentnejšie v blízkosti
infraÄerveného spektra 1,3 a 1,55 <span style="font-size: 11pt; font-family: Symbol;">m</span><span style="font-size: 11pt; font-family: Arial;">m</span></li>
<li>plasty – najtransparentnejšie v oblasti viditeľného
žiarenia, vlastnosťami sa nevyrovnajú kremíkovému sklu
</li>
</ul>
<h3>Požiadavky na materiál</h3>
<p>Výroba v materiále nevyhnutne
zanecháva neÄistoty ako je meÄ a železo, ktoré absorbujú viditeľné
žiarenie, a tým zvyšujú útlm vlákna až na 1 dB/m, ktorý je pre
komunikáciu neakceptovateľný.</p>
<p>Materiál pre výrobu komunikaÄných
vlákien sa vyrába procesom hydrolýzy plameňom, pri ktorom sa spaľujú
pary tetrachloridu kremíka (SiCl<sub>4</sub>). Vzniká tak extrémne
Äistý oxid kremiÄitý, pretože neÄistoty sa vyparujú vysoko nad teplotou
varu SiCl<sub>4</sub> (58°C). Tento proces redukuje koncentráciu
kritických neÄistôt (železo, meÄ, kobalt, nikel horÄík a chróm) pod 1
ppm, Äo je úroveň nedosiahnuteľná pri konvenÄnej výrobe skla.</p>
<p>Prehľad marteriálov používaných na
výrobu optických vlákien udáva nasledujúca tabuľka.</p>
<p align="center">
<img src="images/image015.gif" border="0" /></p>
<h3>STEP-INDEXOVÉ VLÃKNA</h3>
<p>Materiál jadra Materiál plášťa svetlovodu</p>
<p>Na<sub>2</sub>-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-Si0<sub>2</sub>
Na<sub>2</sub>O-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub></p>
<p>Na<sub>2</sub>-LiO-CaO-SiO<sub>2</sub>
Na<sub>2</sub>O-Li<sub>2</sub>O-CaO-SiO<sub>2</sub></p>
<p>Na<sub>2</sub>-CaO-GeO<sub>2</sub>
Na<sub>2</sub>O-CaO-SiO<sub>2</sub></p>
<p>Tl<sub>2</sub>O-Na<sub>2</sub>O-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-GeO<sub>2</sub>-BaO-CaO-SiO<sub>4</sub>
Na<sub>2</sub>O-B<sub>2</sub>O3-SiO<sub>2</sub></p>
<p>Na<sub>2</sub>O-BaO-GeO<sub>2</sub>-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub>
Na<sub>2</sub>O-B<sub>2</sub>O3-SiO<sub>2</sub></p>
<p>P2O5-Ga2O3-GeO2
P<sub>2</sub>O<sub>5</sub>-Ga<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub></p>
<h3>GRADIENT-INDEXOVÉ VLÃKNA</h3>
<p>Základný material Difúzny mechanizmus</p>
<p>R<sub>2</sub>O-GeO<sub>2</sub>-CaO-SiO<sub>2</sub>
Na<sup>+</sup> = K<sup>+</sup></p>
<p>R<sub>2</sub>O-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub>
Tl<sup>+</sup> = Na<sup>+</sup></p>
<p>Na<sub>2</sub>O-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub>
Na<sub>2</sub>O difúzia</p>
<p>Na<sub>2</sub>O-B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>-SiO<sub>2</sub>
CaO, BaO difúzia</p>
<p align="cewnter">
<img src="images/image009.gif" border="0" width="581" height="5" /></p>