第四讲光纤的损耗特性
第四讲 光纤的损耗特性
主要内容 损耗的定义 损耗的种类及其产生原因 、损耗波谱特性
主要内容 • 一、损耗的定义 • 二、损耗的种类及其产生原因 • 三、损耗波谱特性
损耗的定义 当光在光纤中传输时,随着传输距离的增 加,光功率逐渐减小,这种现象即称为 光纤的损耗。损耗一般用损耗系数α表 小 10gr(单位 d B/km) 损耗大小影响光纤的传输距离长短和中 继距离的选择
损耗的定义 当光在光纤中传输时，随着传输距离的增 加，光功率逐渐减小，这种现象即称为 光纤的损耗。损耗一般用损耗系数α表 示： (单位：dB/km) • 损耗大小影响光纤的传输距离长短和中 继距离的选择 o i P P L lg 10 =
损耗的种类 吸收损耗 散射损耗 其他损耗
损耗的种类 • 吸收损耗 • 散射损耗 • 其他损耗
吸收损耗 本征吸收损耗是由于光纤材料本身 吸收光能量产生的。主要存在红外 波段的分子振动吸收和紫外波段的 电子跃迁吸收。 杂质吸收损耗主要是由于光纤中含 有的各种过渡金属离子和氢氧根 (OH)离子在光的激励下产生振动, 吸收光能量造成
吸收损耗 • 本征吸收损耗是由于光纤材料本身 吸收光能量产生的。主要存在红外 波段的分子振动吸收和紫外波段的 电子跃迁吸收。 • 杂质吸收损耗主要是由于光纤中含 有的各种过渡金属离子和氢氧根 （OH-）离子在光的激励下产生振动， 吸收光能量造成
散射损耗 散射损耗是指在光纤中传输的一部分光由于散射而改变传输方向, 从而使一部分光不能到达收端所产生的损耗。主要包含瑞利散射 损耗、非线性散射损耗和波导效应散射损耗。 瑞利散射损耗是由于光纤材料折射率分布小尺寸的随即不均匀性 所引起的本征损耗。瑞利散射损耗与波长的四次方成反比,即波 长越短,损耗越大。因此对短波长窗口影响较大。 非线性散射损耗是当光强度大到一定程度时,产生非线性喇曼散 射和布里渊散射,使输入光信号的能量部分转移到新的频率成分 上而形成损耗。因此非线性散射损耗是随广播频率变化的。在常 规光纤中由于半导体激光器发送光功率较小,该损耗可忽略。但 在DWDM系统中,由于总功率很大,就必须考虑其影响。 波导效应散射损耗是由于光纤波导结构缺陷引起的损耗,与波长 无关。光纤波导结构缺陷主要由熔炼和拉丝工艺不完善造成
散射损耗 • 散射损耗是指在光纤中传输的一部分光由于散射而改变传输方向， 从而使一部分光不能到达收端所产生的损耗。主要包含瑞利散射 损耗、 非线性散射损耗和波导效应散射损耗。 • 瑞利散射损耗是由于光纤材料折射率分布小尺寸的随即不均匀性 所引起的本征损耗。瑞利散射损耗与波长的四次方成反比，即波 长越短，损耗越大。因此对短波长窗口影响较大。 • 非线性散射损耗是当光强度大到一定程度时，产生非线性喇曼散 射和布里渊散射，使输入光信号的能量部分转移到新的频率成分 上而形成损耗。因此非线性散射损耗是随广播频率变化的。在常 规光纤中由于半导体激光器发送光功率较小，该损耗可忽略。但 在DWDM系统中，由于总功率很大，就必须考虑其影响。 • 波导效应散射损耗是由于光纤波导结构缺陷引起的损耗，与波长 无关。光纤波导结构缺陷主要由熔炼和拉丝工艺不完善造成
其他损耗 主要是连接损耗和弯曲损耗和微弯损耗 连接损耗是由于进行光纤接续是端面不平整或 光纤位置未对准等原因造成接头处出现损耗。 其大小与连接使用的工具和操作者技能有密切 关系 弯曲损耗是由于光纤中部分传导模在弯曲部位 成为辐射模而形成的损耗。它与弯曲半径成指 数关系,弯曲半径越大,弯曲损耗越小。 微弯损耗是由于成缆时产生不均匀的侧压力, 导致纤芯与包层的界面出现局部凹凸引起
其他损耗 • 主要是连接损耗和弯曲损耗和微弯损耗。 • 连接损耗是由于进行光纤接续是端面不平整或 光纤位置未对准等原因造成接头处出现损耗。 其大小与连接使用的工具和操作者技能有密切 关系。 • 弯曲损耗是由于光纤中部分传导模在弯曲部位 成为辐射模而形成的损耗。它与弯曲半径成指 数关系，弯曲半径越大，弯曲损耗越小。 • 微弯损耗是由于成缆时产生不均匀的侧压力， 导致纤芯与包层的界面出现局部凹凸引起
光纤的损耗波谱曲线 10 一般测试曲线 损 耗 理梦测试 射 0.5 紫外吸收 红吸 0.2 0.1 0.05 长波长窗 0.D1 0.70.80 1.0 波长入〔以m
光纤的损耗波谱曲线 损 耗dB/km 一般测试曲线 理想测试曲线 长波长窗口 瑞利散射 波导缺陷吸收 紫外吸收 红外吸收 短 波 长 窗 口