Kiudoptiliste kiudude ülekandekao ja lainepikkuse vaheline seos on optiliste kiudude kommunikatsiooni valdkonnas oluline küsimus, kuna valguse erinevatel lainepikkustel on optilistes kiududes levides erinevad kadumehhanismid. Optiliste kiudude kaod hõlmavad peamiselt neeldumiskaod, hajumise kadusid ja paindekadusid ning need kadumehhanismid on tihedalt seotud valguslainete lainepikkusega. See artikkel analüüsib üksikasjalikult nende kahe vahelist seost.
1, imendumiskaotus
Neeldumiskadu viitab energiakadudele, mis on põhjustatud kiudmaterjali enda neeldumisefektist, kui valguslained levivad kiudmaterjalis. Kiudoptilised materjalid, peamiselt ränidioksiid (SiO2), neelavad teatud lainepikkustel rohkem valgusenergiat, näiteks OH - ioonide neeldumispiik infrapuna piirkonnas ja elektronide ülemineku neeldumine ultraviolettpiirkonnas. Tüüpiline väikese kadu aken asub umbes 850 nm, 1310 nm ja 1550 nm, kuna kiudmaterjalide neeldumine on nendel kolmel lainepikkusel minimaalne.
2, hajuv kadu
Hajumiskaod hõlmavad peamiselt Rayleighi hajumist ja mittelineaarset hajumist. Rayleighi hajumist põhjustab optiliste kiudude materjalide mikroskoopiline ebahomogeensus, mille tõttu võib osa valguslainete energiast nende algsest levimissuunast kõrvale kalduda. Rayleighi hajumiskadu on pöördvõrdeline lainepikkuse neljanda astmega, mis tähendab, et mida pikem on lainepikkus, seda väiksem on hajumise kadu. Lainepikkusel 1550 nm on Rayleighi hajumise kadu minimaalne.
Mittelineaarne hajumine, nagu Ramani hajumine ja Brillouini hajumine, on seotud lainepikkuse ja valguse intensiivsusega, kuid üldiselt saab seda pika lainepikkuse piirkonnas hästi kontrollida.
3, paindekadu
Paindekadu tekib kiudude painutamisel, eriti kui painderaadius on väike. Kui valguslained levivad painutatud optilistes kiududes, pääseb osa valguskiirtest murdumise tõttu kiudkattest välja, mille tulemuseks on energiakadu. Seos paindekadu ja lainepikkuse vahel on keeruline, kuid üldiselt on pikema lainepikkuse korral paindekadu suhteliselt väike, kuna pika lainepikkusega valgus jääb tõenäolisemalt kiu sisse.
Kokkuvõttes on optiliste kiudude kaod kolmes lainepikkuse aknas 850 nm, 1310 nm ja 1550 nm suhteliselt väikesed. Nende hulgas on kadu 1550 nm aknas väikseim, ulatudes 0,19 dB/km kuni 0,25 dB/km, muutes 1550 nm eelistatud lainepikkuseks pika-kiudoptilise side jaoks. Lisaks on optiliste kiudude väikese dispersiooni tõttu lainepikkusel 1550 nm neil eeliseid ka kiirel{11}}edastuskiirusel.
Sobiva lainepikkuse valimine on fiiberoptiliste sidesüsteemide jõudluse optimeerimiseks ülioluline. Arvestades selliseid tegureid nagu kadu, dispersioon, mittelineaarsed efektid ja maksumus, tehakse erinevate rakendusnõuete täitmiseks tavaliselt valik kolme lainepikkuse 850 nm, 1310 nm ja 1550 nm vahel. Näiteks võivad lähi{5}}kohavõrgud kasutada lainepikkust 850 nm, samas kui pikamaa{7}}magistraalvõrgud kasutavad tavaliselt 1550 nm.
