光傳輸通信基本原理(編輯修改稿)
2025-07-13 01:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 二、光纖的衰耗 ① 衰耗系數(shù)a衰耗系數(shù)是光纖最重要的特性參數(shù)之一。因?yàn)樵诤艽蟪潭壬蠜Q定了光纖通信的中繼距離。衰耗系數(shù)的定義為：每公里光纖對(duì)光功率信號(hào)的衰減值。其表達(dá)式為： (dB/km) （）其中Pi為輸入光功率值（瓦特）PO為輸出光功率值（瓦特）如某光纖的衰耗系數(shù)為a=3dB/km，則這就意味著，經(jīng)過一公里的光纖傳輸之后，其光功率信號(hào)減少了一半。長度為L公里的光纖的衰耗值為A = aL 。② 光纖的衰耗機(jī)理使光纖產(chǎn)生衰耗的原因很多，但可歸納如下： 本征吸收 吸收衰耗： 雜質(zhì)吸收 線性散射衰耗 ： 散射衰耗： 非線性散射 結(jié)構(gòu)不完整散射 其它衰耗（微彎曲衰耗）l 本征吸收： 定義：構(gòu)成光纖材料本身所固有的吸收作用。 純二氧化硅對(duì)光的吸收作用所引起的光纖衰耗是比較小，在600900NM波長范圍稍大，但小于1dB/km,而在10001800波長范圍，幾乎為零。l 雜質(zhì)吸收: 光纖中的雜質(zhì)對(duì)光的吸收作用，是造成光纖衰耗的主要原因。 光纖中的雜質(zhì)大致可以分為二大類，即過渡金屬離子與氫氧根離子。 過渡金屬離子包括銅、鐵、鉻、鈷、錳、鎳離子等，這些離子在光的作用下會(huì)發(fā)生震動(dòng)而吸收光能量；每種離子都有自己的吸收峰波長，上述過渡金屬離子的吸收峰波長都落在600~1800nm波長范圍。 氫氧根離子對(duì)光的吸收峰波長落在1000~1800nm波長范圍；因此在此波長范圍氫氧根離子的含量多少對(duì)光纖的衰耗具有重大影響。l 散射衰耗:定義：所謂散射衰耗是指光在光纖中發(fā)生散射時(shí)所引起的衰耗。光的散射現(xiàn)象可分為線性散射與非線性散射。A. 線性散射衰耗瑞利散射所謂線性散射，是指光波的某種模式的功率線性地（與其功率成正比）轉(zhuǎn)換成另一種模式的功率，但光的波長不變。線性散射會(huì)把光功率輻射到光纖外部而引起衰耗。瑞利散射是典型的線性散射，它與波長的2次方成反比，即光波長越長，瑞利散射衰耗越小。光纖材料不均勻，會(huì)造成其折射率會(huì)布不均勻，易產(chǎn)生瑞利散射。B. 非線性散射衰耗所謂非線性散射，是指某光波長模式的部分功率非線性地轉(zhuǎn)換到其它的波長中。布里淵散射與拉曼散射是典型的非線性散射。如果光纖中的光功率過大，就會(huì)出現(xiàn)非線性散射現(xiàn)象。因此防止發(fā)生非線性散射的根本方法，就是不要使光纖中的光功率信號(hào)過大，如不超過+25dBm。l 其它衰耗 其它衰耗包括微彎曲衰耗與連接衰耗等；它們占的比例很小?？傊谟绊懝饫w衰耗的諸多因素中，最主要的是雜質(zhì)吸收所引起的衰耗。光纖材料中的雜質(zhì)如氫氧根離子與過渡金屬離子對(duì)光的吸收能力極強(qiáng)，它們是產(chǎn)生光纖衰耗的主要因素。因此要想獲得低衰耗光纖，必須對(duì)制造光纖用的原材料二氧化硅等進(jìn)行非常
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