光ファイバについて詳しい方！

質問

光ファイバ通信に適した光の波長ってどんなのでしょう？具体的波長を[μｍ]の単位で示し、その根拠を教えてください！レーリー散乱を考慮するとどうなるのですか？

回答No.2

semikuma · ベストアンサー

学校の宿題なら自分で考えましょう。ヒントだけ書いておきます。

一口に光ファイバ通信といっても、オーディオ機器のアンプをつなぐ数十cmのものから、太平洋横断8000km海底ケーブルまでいろいろあります。

現在長距離光通信で最も広く使われている石英光ファイバの2大損失要因は、石英自身の赤外吸収と、レイリー散乱です。
他にも不純物、特にOHイオンによる吸収が大きな問題でしたが、技術の進歩により現在ではほとんど影響がなくなり、前記2大要因を合成すると、波長1.55μmで最も低損失となります。
http://www.tetras.uitec.ehdo.go.jp/mtecnavi/kadai/10000015/3/3-2.html

長距離高速光ファイバ通信を考えるとき、ファイバのモード分散や波長分散も大きな問題となります。
ステップインデックス型シングルモード石英ファイバでは、波長1.3μmで波長分散がゼロとなります。
またファイバの構造を工夫して、波長1.55μmで分散をゼロとした分散シフトファイバもあります。
但し波長分散がない方がいいかというとそうでもなく、WDMシステムではわざと分散の大きい波長域を使うこともあります。
(それが何故かを考えてレポートに書くと、先生に一目置かれますよ。)

ファイバも1種類ではなく、家庭内光配線を想定したプラスチックファイバ、空孔ファイバなどいろいろ開発されています。
また多少の損失には目をつぶってもコストを重視するなど、どんなシステムを構築するかによって、適した波長は違ってきます。
レポートにはいろいろなシステムを考えて書いておくと、きっと優がもらえる、かも。。。

回答No.1

BOMBARDMENT

もし、レイリー散乱だけを考えるのであれば、それは波長の４乗に逆比例するので、長波長であればあるほど低損失ということになります。

実際は、1.2μm, 1.3μmや1.55μm付近に低損失領域が存在するので、レイリー散乱だけでは説明がつかないことが分かります。

波長に逆比例するSiO2のUV吸収損失、9.1μm,12.5μm付近に吸収ピークを持つSiO2ガラスの分子振動によるIR吸収損失、ファイバの不純物である水酸イオンの振動による吸収損失、あるいは、ファイバの構造不完全性に起因する、波長依存性のない損失などがあります。これらが相まって、最小損失波長は1.55μmとなり、この波長をターゲットにした半導体レーザの開発が鋭意行われております。

お礼

ありがとうございます！