3 2光纤的传输特性.pptx

第二章光纤与光缆(2)2019/11/11光纤通信系统2光纤的非线性效应光纤的色散光纤的损耗本节内容:光纤的传输特性2019/11/11光纤通信系统3FiberFundamentals2019/11/11光纤通信系统42019/11/11光纤通信系统5光纤的损耗光波在光纤中传输,随着传输距离的增加,而光功率强度逐渐减弱,光纤对光波产生衰减作用,称为光纤的损耗。即便是在理想的光纤中都存在损耗——本征损耗。光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的损耗主要取决于:()2019/11/11光纤通信系统6吸收损耗原子缺陷吸收:由于光纤材料的原子结构的不完整造成。非本征吸收:由过渡金属离子和氢氧根离子(OH-)等杂质对光的吸收而产生的损耗。本征吸收损耗:由制造光纤材料本身(如SiO2)的特性所决定,包括紫外吸收、红外吸收。即便波导结构非常完美而且材料不含任何杂质也会存在本征吸收。2019/11/11光纤通信系统7原子缺陷吸收在光纤的制造过程中光纤材料受到某种热激励造成结构的不完善或在使用时暴露在强粒子的光辐射下将会发生某个共价键断裂而产生原子缺陷,此时晶格很容易在光场的作用下产生振动,从而吸收光能,引起损耗,其峰值吸收波长约为630nm左右。1rad(Si)=,带来较强的非本征吸收。有害杂质主要有过渡金属离子,如铁、钴、镍、铜、锰、铬等金属离子和OH-。OH-吸收峰解决方法:(1)对制造光纤的材料进行严格的化学提纯,%的纯度(2)制造工艺上改进,如避免使用氢氧焰加热(汽相轴向沉积法)2019/11/11光纤通信系统9本征吸收(1)紫外吸收光纤中传输的光子流会将光纤材料中的电子从低能级激发到高能级,同时光子流中的能量被电子吸收而引起损耗。该损耗与光纤中非晶体材料的带隙相关。(2)红外吸收由于光纤中传播的光波与晶格相互作用时,一部分光波能量传递给晶格,使其振动加剧,从而引起的损耗。z晶格光传播方向kEx2019/11/11光纤通信系统10光纤吸收损耗曲线掺GeO2的低损耗、低OH¯含量石英光纤OH-