光纤通信-光纤B.pdf

1、光纤 传输损耗机理 在光纤的传输特性指标中传输损耗是最重要的特性参数。 光纤的损耗由光功率的衰减量来衡量，单位是：分贝/每公里 (dB/km) 。 P传输1km后输出功率 插入损耗(dB / km) 10log （ ） P 输入功率 光纤损耗的大小标志了光纤制造工艺水平的高低，也直接影响 光纤通信系统的中继距离。 引起光纤损耗的因素较多，主要可以归结为两大类： 材料的吸收损耗和散射损耗。 2014-03-06 1 1、光纤 传输损耗机理 （一）吸收损耗 1、材料的本征吸收 Si-O 键的红外吸收损耗 光纤的基础材料是石英 （SiO ），它的SiO 键在波长为9.1 m，12.5 2 m 和21 m 处有振动吸收现象，峰值可达1010 dB/km 。 目前光通信系统的工作波长为0.85 m，1.3 m 和1.5 m，远离SiO 键的红外吸收波长，因此SiO 键的红外吸收对光纤通信的影响不大。 在光波长为1.5 m处，红外吸收损耗小于0.01 dB/km。 2014-03-06 2 1、光纤 传输损耗机理 电子跃迁的紫外吸收损耗 在组成光纤材料的原子系统中，一些低能态的电子会吸收光能量而跃 迁到高能态。这个过程也将造成光功率的损耗，损耗的中心波长在0.16 m 的紫外光区。 紫外吸收损耗：1 dB/km@0.6 m ；0.05 dB/km@1.3 ~ 1.5 m 。因此， 紫外吸收损耗对波长为0.85 m 的短波长光纤通信系统有一定的影响。 光纤中材料本征吸收是 SiO2 的固有特性，无法减小它，只能避开其峰 值。例如，在1.5 m 波长附近，石英系光纤的材料本征吸收有最小值，该 值约为0.06 dB/km。 选择SiO 作为制作光纤的材料，材料本征吸收 0.1 dB/km。 2 2014-03-06 3 1、光纤 传输损耗机理 2、杂质吸收损耗 金属离子的吸收 光纤中的金属离子有：铁Fe、铜Cu、钒V 、铬Cr、锰Mn、镍Ni、钴Co 等。由于现代光纤制造工艺已经可以将金属杂质的相对浓度降到 10 9 以下， 因此，金属离子的吸收损耗对光纤损耗的影响已经不大。 OH－根离子的吸收损耗 光纤材料中氢-氧根离子的振动吸收损耗是造成光纤在通信波长范围内 损耗的主要根源。OH 根离子的振动吸收峰波长为：2.73 m、1.39 m、 1.24 m 和0.95 m 。（在光纤通信信道附近） 必须尽量提纯制作光纤的SiO 材料！目前指标 99.99999 ％ 2 2014-03-06 4 1、光纤 传输损耗机理