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如何减少光纤传输中的损耗?

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗两大类,以吸收损耗为主。造成损耗的因素有很多,但都与光纤材料内部的“谐振”现象有关。在这些“谐振”频率附近,将强烈地吸收光能。在金属杂质被提纯后光纤的主要损耗是由OH-引起的。2)光波导散射光纤拉纤时造成的粗细不均,以及光纤弯曲损耗等。

如何减少光纤传输中的损耗?

光纤单位长度损耗表示为

式中 α——单位长度损耗(dB/km);

Pi——输入端光功率

Po——输出端光功率;

L——光纤长度。

光纤损耗包括吸收损耗和散射损耗两大类,以吸收损耗为主。

1.光纤的吸收损耗

物质的吸收损耗作用将传输的光能变成热能,从而造成光功率的损失。造成损耗的因素有很多,但都与光纤材料内部的“谐振”现象有关。在这些“谐振”频率附近,将强烈地吸收光能。吸收损耗包括杂质的吸收、本征吸收及原子缺陷吸收三种情况。

1)杂质吸收

石英玻璃中,影响最严重的是OH-和各种过渡金属离子如Fe+、Cr+等,它们各有自己的吸收带。金属离子含量越多,造成的损耗就越大,为了降低损耗,需严格控制这些金属离子的含量。

另外,水分子中的OH-也会引起严重损耗,在光纤制造中难免受少量水汽的影响,使SiO2光纤中有OH-负离子混入。在金属杂质被提纯后光纤的主要损耗是由OH-引起的。(www.xing528.com)

2)本征吸收

当光纤材料不含任何杂质时,吸收损耗也不能下降为0,这主要是由于材料本身也有吸收,称为本征吸收或固有吸收。

3)原子缺陷吸收

原子缺陷吸收是由玻璃的热经历或γ射线辐射引起的。

2.光纤的散射吸收

散射作用是引起损耗的另一个原因。散射损耗主要是因为光波在光纤传播过程中遇到光纤不均匀或不连续的情况时,就会有一部分光散射到各个方向去,不能传播到终点,从而造成散射损耗。散射损耗包括材料损耗和光波导散射。

1)材料损耗

材料损耗是由于瑞利散射引起的,它是材料固有的散射,是不能消除的。

2)光波导散射

光纤拉纤时造成的粗细不均,以及光纤弯曲损耗等。

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