光纤的损耗

髦 拜一 畸 一 抵一孤 一‘恤性生呈 戚红 亮 近 年 来 , 光 纤 通 信 在许 多 领 域 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 实现光纤 通信 , 一 个重 要 的 问题 是 尽可 能 地降低 光 纤 的 损 耗 。 所 谓 损耗是 指 光 纤 每 单 位 长 度 上 的衰 减 , 单位为 。 光纤 损耗 的 高低直接影 响传输距 离或 中继 站 间 隔距 离 的远 近 , 因此 , 了解 并 降低光 纤 的损耗对光纤通信有着重大 的现实意义 。 一 、 光纤的吸收损耗 这 是 由于 光纤 材料和 杂 质 对 光能 的 吸 收而 引 起 的 , 它们把光能 以 热能 的形式 消耗 于 光纤 中 , 是 光纤 损耗 中重要 的损耗 , 吸收损耗包括 以下 几种 。 物质本征吸收损耗 这 是 由于 物质 固 有 的吸 收 引起 的 损耗 。 它 有 两 个 频 带 , 一 个 在 近 红 外 的 一 产 区 域里 , 这个波段 的本征 吸收是由于 振动 。 另 一 个物质 固有 吸 收带在 紫外波 段 , 吸 收很 强 时 , 它 的 尾 巴会拖到 产 波段里 去 。 诊杂剂 和 杂质离子 引起 的吸收损 耗 光 纤 材 料 中含有跃迁金属 如铁 、 铜 、 铬等 , 它们有各 自的 吸 收 峰和 吸收带并随它们价态不 同而 不 同 。 由跃迁金 属 离 子吸收引起 的光纤损耗取决于 它们的浓度 。 另外 , 一 存在也产生 吸 收损 耗 , 一 的 基本 吸 收极峰在 拌 附近 , 吸 收带在 拌 范围 。 对于纯石 莱光纤 , 杂质 引起 的损 耗影 响 可 以 不 考 虑 。 原 子缺陷吸收损耗 光纤 材料 由于 受热 或强 烈 的辐射 , 它 会 受激 而 产生 原子 的缺 陷 , 造 成 对 光 的 吸收 , 产生损耗 , 但一般情况下这种影 响很小 。 密度和成份变 化而 引起 的 。 光纤 材 料 在 加 热 过程 中 , 由于 热 骚 动 , 使原子得 到的 压 缩性 不 均 匀 , 使物 质 的 密度 不 均匀 , 进 而使折 射率不 均匀 。 这 种不 均匀 在冷 却过 程 中被 固定 下 来 , 它 的尺 寸 比光波 波长要小 。 光 在传输时遇到 这些 比光 波波长 小 , 带有 随机起 伏 的不 均 匀物质 时 , 改 变 了传 输方 向 , 产生散射 , 引起损 耗 。 另 外 , 光纤 中含有 的 氧化物浓 度不均匀 以 及 掺杂 不均匀也会引起散射 , 产生损耗 。 三 、 波导散射损耗 这 是 由于 交界 面 随机 的畸变 或粗糙 所 产生 的 散 射 , 实际上 它是 由面 畸变或粗糙所 引起 的模式转换 或模式翔合 。 一 种 模 式 由于 交 界 面 的起 伏 , 会产生 其 他传输模式和 辐射模式 。 由于 在 光纤 中传输的各种模 式 衰减不 同 , 在长距 离 的模式变换过程 中 , 衰减小 的 模式 变 成 衰减 大 的模 式 , 连 续 的 变换和 反 变 换后 , 虽 然各模式 的损失会平衡起 来 , 但模式总体产生额外的 损耗 , 即 由于 模式 的转换产 生 了附加损耗 , 这 种 附加 的损耗就是 波导 散射损耗 。 要 降低这种损 耗 , 就要 提 高光纤制造 工艺 。 对 于 拉得好或质量 高的 光纤 , 基 本 上 可 以 忽略这种损耗 。 四 、 光纤弯曲产生的辐射损耗 光 纤 是 柔 软的 , 可 以 弯曲 , 可是 弯曲到 一 定 程 度 二 、光纤的散射损耗 光纤 内部的散射 , 会减小传翰 的功率 , 产 生 损耗 。 散射中最重要的是瑞利散射 , 它 是 由光纤 材料 内部的 后 , 光纤虽 然 可 以 导 光 , 但会 使光 的传愉 途 径 改 变 。 由传输模转换 为 辐 射模 , 使一 部分光 能渗透到包层 中或穿过包 层 成为 辐 射模 向外 泄漏 损失掉 , 从 而 产生损 耗 。 当弯曲半径大于 时 , 由弯曲造成 的损耗可 以 忽略 。 、 小 区 制 、 微 区 制 依照技术可分为移动接人和 固定接入 , 依照通 信速率可 以分为低速接人和 高速 接 人 。 其传输手段有 超短波 、 徽波 、 毫米波及卫星 通 信等多种方式 , 采用 点 对点 、 一点多址 、 蜂窝 、 集群 、 无绳通信等多种 组 网 技 术 , 不 同的国家采用不 同的技术体制构成 了多 种 多 样 的应用 系统 , 如 美 国 的移 动 电话 系统 , 英 国 的 、北欧的 一 、 日本 的 等模 拟蜂窝系统 , 泛欧的 、 日本的 又 等数字蜂 窝系 统 。 低速接人 可 以采用个人通 信网 的小 区 和 微 小 区 , 如 日本的个人手持电话 、 美国 的 无线用 户环路 等无线 接人技 术 宽带接人方 面 有 多 路 多 点 分 配 业 务 、 直 播 卫 星 系 统 、 本地多点分配业务 等无线接人技术 。 无线接人技术是 电信网发展最快的领域之一 , 它的优 点是可 以 提供一 定 程 度 的终端移 动性 , 开 设速度快 缺点是传输质量不如光缆等有线传输方式 , 适用于 宽 带业务的无线接人技术 尚不成熟 。 《现代通伯 》 年第 期 © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net