В условиях наличия неоднородностей сердцевины градиентного полимерного оптического волокна (GI-POF) знание механизмов формирования интенсивности поля волноводных мод, возбуждаемых при рассеянии падающего перпендикулярно оси волокна сканирующего светового пучка на рассеивающих центрах, позволит разработчикам повысить скорость передачи информации по локальным волоконно-оптическим системам передачи, построенных на основе POF [1, 2].
Рассмотрим случай рассеяния пучка на сферических рассеивающих центрах сердцевины, равномерно распределенных в кольце шириной 2w с центральным радиусом r0 (см. рис. 1). Будем считать, что ширина кольца неоднородностей сердцевины значительно меньше радиуса сердцевины волокна 
, что позволяет пренебречь зависимостью угла отсечки волноводных мод внутри кольца от радиальной координаты r.
Рисунок 1. Траектория (а) и схема рассеяния (б) сканирующего пучка при различных смещениях d
Следуя работам [1, 3–5], используя выражения для индикатрис рассеяния и коэффициентов пропускания [6, 7], нормированная интенсивность волноводных мод, возбуждаемых в волокне при рассеянии в сердцевине сканирующего светового пучка с поляризацией ТЕ— и ТМ-типа, может быть представлена в виде:
На рис. 2 представлены зависимости I(d) при d>0. Симметричное относительно оси ординат продолжение этих зависимостей при d<0 на рисунке не показано. Из рис. 2 видно, что при сканировании волокна световым пучком увеличение r0 приводит к увеличению расстояния между максимумами интенсивности волноводных мод I(d). Такое положение дел будет сохраняться до тех пор пока смещение кольца неоднородностей с увеличением r0 не достигнет определенного положения 
, т.е. когда пучок при указанном r0 будет проходить по своему самому максимальному пути рассеяния в этом кольце неоднородностей. Дальнейшее увеличение r0 не приведет к увеличению расстояния между максимумами зависимости I(d). Однако, это послужит причиной трансформации острых пиков к их более пологому виду, что говорит об уменьшении интенсивности волноводных мод, возбуждаемых при рассеянии пучка на рассеивающих центрах. Уменьшение интенсивности волноводных мод может быть связано только с сокращением количества рассеивающих центров, встречающихся на пути распространения пучка.
Рисунок 2. Зависимости интенсивности волноводных мод I при различных r0 от смещения d (в пределах от 0 до xco) падающего светового пучка ТМ- и TE-поляризации. Здесь 1 – ITM, r0=245 мкм, 2 – ITE, r0=245 мкм, 3 – ITM, r0≈312.1 мкм, 4 – ITE, r0≈312.1 мкм, 5 – ITM, r0≈392.7 мкм, 6 – ITE, r0≈392.7 мкм.
Список литературы:
- Bunge C.-A., Kruglov R., Poisel H. Rayleigh and Mie Scattering in Polymer Optical Fibers // J. Lightw. Technol. 2006. Vol. 24, Iss. 8. PP. 3137–3146.
- Daum W., Krauser J., Zamzow P. E., Ziemann O. POF – Polymer Optical Fiber for Data Communication. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2002. – 462 p.
- Aldabaldetreku G. A comprehensive analysis of scattering in polymer optical fibers / G. Aldabaldetreku, I. Bikandi, M.A. Illarramendi et al. // Optics Express. 2010. Vol. 18, Iss. 24. PP. 24536–24555.
- Shibelgut A. Scattering Properties of 1 mm Large-Core GI-POF / A. Shibelgut, R. Litvinov, R. Kruglov et al. // Proceedings of the 21th International conference on Plastic Optical Fibers, Atlanta, USA, September 10–12. 2012.PP. 116–119.
- Шибельгут А.А., Литвинов Р.В., Кириенко Н. Г. Эффективность возбуждения волноводных мод оптического волокна при рассеянии лазерного пучка на радиально-симметричном слое неоднородностей сердцевины // Доклады ТУСУР. 2014. № 1 (31). C. 132–135.
- Bohren C. F., Huffman D. R. Absorption and Scattering of Light by Small Particles. New York: Wiley, 1983. – 660p.
- Маркузе Д. Оптические волноводы / пер. с англ. под ред. В.В. Шевченко. М.: Мир, 1974. – 576 с.
- Unger H.-G. Planar optical waveguides and fibres. Oxford: Clarendon Press, 1977. – 656 p.[schema type=»book» name=»ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНТЕНСИВНОСТИ ВОЛНОВОДНЫХ МОД ПРИ РАССЕЯНИИ СВЕТОВОГО ПУЧКА НА КОЛЬЦЕ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ СЕРДЦЕВИНЫ GI-POF» description=»Данная работа посвящена численному моделированию рассеяния монохроматического светового пучка, распространяющегося в плоскости поперечного сечения градиентного полимерного оптического волокна (GI-POF), на неоднородностях его сердцевины, локализованных в тонком кольце. Рассчитаны интенсивности волноводных мод для различных радиусов кольца неоднородностей от смещения падающего светового пучка TM- и TE-поляризации. Показано, что уменьшение интенсивности волноводных мод связано с сокращением количества рассеивающих центров на пути пучка.» author=»Шибельгут Александр Андреевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-01-03″ edition=»euroasia-science.ru_29-30.12.2015_12(21)» ebook=»yes» ]