הקשר בין אובדן שידור סיבים אופטיים ואורך גל הוא נושא חשוב בתחום תקשורת סיבים אופטיים, מכיוון שאורכי גל שונים של אור יתקלו במנגנוני אובדן שונים בעת התפשטות בסיבים אופטיים. ההפסדים בסיבים אופטיים כוללים בעיקר הפסדי ספיגה, הפסדי פיזור והפסדי כיפוף, ומנגנוני אובדן אלו קשורים קשר הדוק לאורך הגל של גלי האור. מאמר זה מנתח את הקשר בין שני אלה.
1, אובדן ספיגה
אובדן ספיגה מתייחס לאובדן האנרגיה הנגרם מהשפעת הספיגה של חומר הסיבים עצמו כאשר גלי אור מתפשטים בחומר הסיבים. חומרים סיבים אופטיים, בעיקר דו תחמוצת הסיליקון (SiO2), סופגים יותר אנרגיית אור באורכי גל מסוימים, כגון שיא ספיגת היונים OH - באזור האינפרא אדום וספיגת מעבר האלקטרונים באזור האולטרה סגול. חלון האובדן הנמוך האופייני ממוקם בסביבות 850 ננומטר, 1310 ננומטר ו-1550 ננומטר, שכן הספיגה של חומרי סיבים היא מינימלית בשלושת אורכי הגל הללו.
2, אובדן פיזור
הפסדי פיזור כוללים בעיקר פיזור ריילי ופיזור לא ליניארי. פיזור ריילי נגרם על ידי אי-הומוגניות מיקרוסקופית בחומרי סיבים אופטיים, שעלולה לגרום לחלק מהאנרגיה של גלי האור לסטות מכיוון ההתפשטות המקורי שלהם. אובדן הפיזור של ריילי עומד ביחס הפוך לחזק הרביעי של אורך הגל, כלומר ככל שאורך הגל ארוך יותר, כך אובדן הפיזור קטן יותר. באורך גל של 1550 ננומטר, אובדן פיזור ריילי ממוזער.
פיזור לא ליניארי, כגון פיזור רמאן ופיזור ברילואין, קשור לאורך הגל ועוצמת האור, ובדרך כלל ניתן לשלוט בו היטב באזור אורך הגל הארוך.
3, אובדן כיפוף
אובדן כיפוף מתרחש במהלך כיפוף סיבים, במיוחד כאשר רדיוס הכיפוף קטן. כאשר גלי אור מתפשטים בסיבים אופטיים כפופים, חלק מקרני האור יימלטו מחיפוי הסיבים עקב שבירה, וכתוצאה מכך אובדן אנרגיה. הקשר בין אובדן כיפוף ואורך גל הוא מורכב, אך באופן כללי, כאשר אורך הגל ארוך יותר, אובדן הכיפוף קטן יחסית מכיוון שסביר יותר שאור באורך גל ארוך יישאר כלוא בסיב.
אובדן סיבים אופטי נמוך יחסית בשלושת חלונות אורך הגל של 850nm, 1310nm ו-1550nm, כאשר האובדן בחלון 1550nm הוא הקטן ביותר, נע בין 0.19dB/km ל-0.25dB/km, מה שהופך 1550nm לתקשורת באורך הגל המועדף{7}. בנוסף, בשל הפיזור הקטן של סיבים אופטיים באורך גל של 1550 ננומטר, יש להם גם יתרונות בשידור מהיר{10}}.
בחירת אורך הגל המתאים חשובה למיטוב הביצועים של מערכות תקשורת סיבים אופטיים. בהתחשב בגורמים כגון אובדן, פיזור, השפעות לא ליניאריות ועלות, בדרך כלל נעשית בחירה בין שלושת אורכי הגל של 850nm, 1310nm ו-1550nm כדי לעמוד בדרישות יישום שונות. לדוגמה, רשתות מקומיות לטווח קצר- עשויות להשתמש ב-850 ננומטר, בעוד שרשתות עמוד שדרה למרחקים- ארוכים נוטות להשתמש ב-1550 ננומטר.
