图2光在光纤中的传播途径 图2所示为阶跃光纤剖面，入射光在纤芯和包层的界面发生全反射，所有满 足全反射条件的光线都将被限制在纤芯中，这是光纤约束和导引光传输的基本机 制。图3所示为渐变光纤剖面，渐变光纤的芯区折射率不是一个常数，它从芯区 中心的最大值nl逐渐降低到纤芯-包层界面的最小值2，大部分渐变光纤按 次方规律下降。在阶跃光纤中光线以曲折的锯齿形式向前传播，而在渐变光纤中 则以一种正弦振荡形式向前传播。如图可见，类似于阶跃光纤，入射角大的光线 路径长，由于折射率的变化，光速在沿路径变化，虽然沿光纤轴线传播路径最短 但轴线上折射率最大，光传播最慢，而斜光线的大部分路径在低折射率的介质中 传播，虽然路径长，但传输得快，因而合理设计折射率分布，可使所有光线同时 到达光纤输出端，降低了多径或模间色散 % 图3渐变光纤中的光线轨迹 光纤是光纤通信的传输媒质，用石英材料制成，属于介质波导，可将光线限 制在光纤芯子中传播。光纤的主要特性是损耗、色散和非线性。 2.光纤的损耗特性 光纤损耗是通信距离的固有限制，在给定发送功率和接收机灵敏度条件下， 它决定了从光发送机到光接收机之间的最大距离，损耗过大将严重影响通信系统 的性能。 光纤的衰减机理主要有三种：即光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。 吸收损耗与光纤材料有关，散射损耗则与光纤材料及光纤中的结构缺陷有关，而 辐射损耗则由光纤几何形状的微观和宏观扰动引起。光纤的损耗用衰减系数α表 图 2 光在光纤中的传播途径 图 2 所示为阶跃光纤剖面，入射光在纤芯和包层的界面发生全反射，所有满 足全反射条件的光线都将被限制在纤芯中，这是光纤约束和导引光传输的基本机 制。图 3 所示为渐变光纤剖面，渐变光纤的芯区折射率不是一个常数，它从芯区 中心的最大值 n1 逐渐降低到纤芯-包层界面的最小值 n2，大部分渐变光纤按二 次方规律下降。在阶跃光纤中光线以曲折的锯齿形式向前传播，而在渐变光纤中 则以一种正弦振荡形式向前传播。如图可见，类似于阶跃光纤，入射角大的光线 路径长，由于折射率的变化，光速在沿路径变化，虽然沿光纤轴线传播路径最短， 但轴线上折射率最大，光传播最慢，而斜光线的大部分路径在低折射率的介质中 传播，虽然路径长，但传输得快，因而合理设计折射率分布，可使所有光线同时 到达光纤输出端，降低了多径或模间色散。 图 3 渐变光纤中的光线轨迹 光纤是光纤通信的传输媒质，用石英材料制成，属于介质波导，可将光线限 制在光纤芯子中传播。光纤的主要特性是损耗、色散和非线性。 2．光纤的损耗特性 光纤损耗是通信距离的固有限制，在给定发送功率和接收机灵敏度条件下， 它决定了从光发送机到光接收机之间的最大距离，损耗过大将严重影响通信系统 的性能。 光纤的衰减机理主要有三种：即光能量的吸收损耗、散射损耗和辐射损耗。 吸收损耗与光纤材料有关，散射损耗则与光纤材料及光纤中的结构缺陷有关，而 辐射损耗则由光纤几何形状的微观和宏观扰动引起。光纤的损耗用衰减系数α表 2