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重要概念
–损耗机理、光通信窗口、色散机理、色散补偿、损耗测试的三种方法(后向散射法OTDR)、不同型号的通信光纤性能。
重要公式
–材料色散与波导色散的计算、脉冲展宽的计算、模场半宽的计算、截止波长的计算
光纤器件
损耗机理:
光纤材料的吸收与散射损耗;
本征吸收损耗
紫外吸收:光纤材料的电子吸收紫外光能量,跃迁到高能级,同时引起入射光的能量损耗,一般发生在短波长范围。
红外本征吸收:光波与光纤晶格相互作用,一部分光波能量传递给晶格,使其振动加剧,从而引起损耗。
杂质吸收——机械谐波吸收,由于材料不纯净及工艺不完善引入
散射损耗:
在光纤材料中,由于某种远小于波长的不均匀性(例如折射率不均匀,掺杂粒子浓度不均匀等)引起光的散射,构成光纤损耗,是光纤的固有本征损耗,也是降低光纤损耗的最终限制因素。
在光纤中存在三种散射:瑞利散射、受激喇曼散射和受激布里渊散射。
光纤的微弯与宏弯损耗
物理机制: 当光纤弯曲时,原来在纤芯中以导模形式传播的功率将部分地转化为辐射模功率并逸出纤芯形成损耗。
宏弯损耗:实际应用中必需的盘绕、曲折等引起的宏观弯曲导致的损耗;
过渡弯曲损耗:光纤由直到弯的突变中产生的损耗
微弯损耗:光纤制备过程中或在应用过程中由于应变等原因引起的光纤形变所致。
光纤的连接与耦合损耗

光通信窗口:
光纤通信三个窗口: 、
对应OH根离子吸收谷
色散机理:
光纤通信系统中传递的信息总是以光脉冲的形式在光纤中传输。随着光脉冲在光纤中传输,脉冲的宽度被展宽,称为色散。
包括:
材料色散:频率ω变化引起折射率变化而导致β变化。
波导色散:频率ω变化引起波导径向参量U和W的变化,从而导致β变化
材料色散和波导色散与光频率有关,即与光的颜色有关,合称之为色度色散。
模间色散:在多模光纤中携带信号的光脉冲在多模光纤中由多个模式支持其传输,导模之间的群速度不相同,就会导致各个模式之间的群延时,从而形成模间色散。这种色散并不是由频率不同引起,称之为单色弥散。
偏振模色散:基模两个相互正交的偏振模的传播速度不同导致光脉冲的展宽。
色散补偿:
光纤的色散补偿可以分为线性补偿和非线性补偿两大类。
线性色散补偿例如:
(1) 色散补偿光纤(负色散光纤)法;
(2) 啁啾光纤光栅法;
(3) 预啁啾技术