Hubungan antara kehilangan transmisi serat optik dan panjang gelombang merupakan masalah penting dalam bidang komunikasi serat optik, karena panjang gelombang cahaya yang berbeda akan menghadapi mekanisme kehilangan yang berbeda ketika merambat dalam serat optik. Kerugian dalam serat optik terutama mencakup kerugian penyerapan, kerugian hamburan, dan kerugian lentur, dan mekanisme kerugian ini berkaitan erat dengan panjang gelombang gelombang cahaya. Artikel ini akan menganalisis secara detail hubungan keduanya.
1, Kehilangan penyerapan
Kehilangan penyerapan mengacu pada hilangnya energi yang disebabkan oleh efek penyerapan bahan serat itu sendiri ketika gelombang cahaya merambat dalam bahan serat. Bahan serat optik, terutama silikon dioksida (SiO2), lebih banyak menyerap energi cahaya pada panjang gelombang tertentu, seperti puncak serapan ion OH - pada daerah inframerah dan serapan transisi elektron pada daerah ultraviolet. Jendela kehilangan rendah yang khas terletak di sekitar 850nm, 1310nm, dan 1550nm, karena penyerapan bahan serat minimal pada ketiga panjang gelombang ini.
2, Hamburan kerugian
Kerugian hamburan terutama mencakup hamburan Rayleigh dan hamburan nonlinier. Hamburan Rayleigh disebabkan oleh ketidakhomogenan mikroskopis pada bahan serat optik, yang dapat menyebabkan sebagian energi gelombang cahaya menyimpang dari arah rambat aslinya. Hilangnya hamburan Rayleigh berbanding terbalik dengan pangkat empat panjang gelombang, artinya semakin panjang panjang gelombang maka rugi hamburan semakin kecil. Pada panjang gelombang 1550nm, kehilangan hamburan Rayleigh diminimalkan.
Hamburan nonlinier, seperti hamburan Raman dan hamburan Brillouin, berkaitan dengan panjang gelombang dan intensitas cahaya, namun secara keseluruhan dapat dikontrol dengan baik di wilayah panjang gelombang panjang.
3, kerugian lentur
Kerugian lentur terjadi selama pembengkokan serat, terutama bila radius pembengkokan kecil. Ketika gelombang cahaya merambat pada serat optik yang bengkok, sebagian sinar cahaya akan keluar dari lapisan serat karena pembiasan, sehingga mengakibatkan hilangnya energi. Hubungan antara rugi-rugi tekukan dan panjang gelombang sangatlah kompleks, namun secara umum, bila panjang gelombang lebih panjang, rugi-rugi tekuk relatif kecil karena cahaya dengan panjang gelombang panjang cenderung tetap terkurung di dalam serat.
Singkatnya, serat optik memiliki kerugian yang relatif rendah pada tiga jendela panjang gelombang 850nm, 1310nm, dan 1550nm. Diantaranya, kerugian pada jendela 1550nm adalah yang terkecil, berkisar antara 0,19dB/km hingga 0,25dB/km, menjadikan 1550nm sebagai panjang gelombang pilihan untuk-komunikasi serat optik jarak jauh. Selain itu, karena dispersi serat optik yang kecil pada panjang gelombang 1550nm, serat optik juga memiliki keunggulan dalam transmisi berkecepatan tinggi.
Memilih panjang gelombang yang tepat sangat penting untuk mengoptimalkan kinerja sistem komunikasi serat optik. Mempertimbangkan faktor-faktor seperti kehilangan, dispersi, efek nonlinier, dan biaya, pilihan biasanya dibuat antara tiga panjang gelombang 850nm, 1310nm, dan 1550nm untuk memenuhi kebutuhan aplikasi yang berbeda. Misalnya, jaringan area lokal-jarak pendek mungkin menggunakan 850nm, sedangkan jaringan-backbone jarak jauh cenderung menggunakan 1550nm.
