波长、损耗、带宽表示光纤传输特性的代号由a.PPT

利用光在空气中直线传播的特点，进行大气传输光通信，不需要任何线路，简单、经济 。能够发射出激光的实际技术装置，称之为激光器。那么什么是激光呢？如果有人问：在所有的光中，那种是最明亮、最强烈？有人可能会说是阳光，其实激光才是我们所知道的最亮的光。激光可以产生出一条像铅笔一样粗的彩色光线，强烈得能穿透钢板，烧出一个洞来。它也可以笔直而纤细地精确瞄准384401公里外月亮上的一面小镜子。 普通光源是向4p?的立体角发射光线，即便使用了定向会聚装置，其发散角也只能缩小到几度到十几度范围内。 目前应用的激光已不限于可见光范围(400nm－760nm)，人眼视觉感知不到的紫外波段和红外波段激光也在各个领域广泛使用。 将激光束投到屏上，我们可以发现光斑中有1个或多个亮点。只有1个亮点的叫做基模；2个或2个以上亮点的叫做高阶模或多横模。虽然在谐振腔内只有满足谐振频率的光才能产生振荡，但一个谐振腔可同时会有几个谐振频率。谐振腔越长，谐振频率就越多，因而激光输出的纵模也越多。只有一个频率输出的激光为单纵模激光器。实际上，为了不削弱激光输出的功率，多数激光器都是多纵模运转的。 张召忠说：激光武器有劣势，雾霾就是对付激光武器很好的一个防御，激光武器最怕的就是雾霾。雾霾是什么东西，我看了一下雾霾的构成，里面有微小的金属颗粒，这个金属颗粒，你把它放大以后就是一个一个小钢球在空气里头弥漫着，那激光能穿透它吗？PM2.5到四百、到五百、到六百的时候，对激光武器的阻止最大了，根本穿透不了，比方说在没有雾霾的天气下，激光武器的作用距离是10公里，有雾霾的情况下一下降到1公里，这种武器有什么用？ 结论：激光的频率比无线电波高。通信用光纤的低衰减窗口坐落在可见的红光波段和不可见的近红外光波段。 可以这么记忆：激光的波长大约是PM2.5颗粒的一半。 * 光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大 单模光纤的纤芯直径很小,在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。 折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数。在纤芯和保护层的交界面,折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小,在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线 后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU－T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。 10分钟 阶跃型：光纤的纤芯到包层的折射率是突变的，只有一个台阶，也称突变光纤。各种模式的传输路径不一样，经传输后到达终点的时间也不相同，因而产生时延差，使光脉冲受到展宽。所以这种光纤的模间色散高，传输频带不宽，传输速率不能太高，用于通信不够理想，只适用于短途低速通信，比如工控。 渐变光纤：纤芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高次模的光按正弦形式传播，能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高。现在的多模光纤多为渐变型光纤。渐变光纤的包层折射率为均匀的，纤芯折射率在中心最大，沿半径方向逐渐减小。由于高次模和低次模的光线分别在不同的折射率层界面上按折射定律产生折射，进入低折射率层中去，因此光的行进方向与光纤轴方向所形成的角度将逐渐变小。同样的过程不断发生直至光在某一折射率层产生全反射改变方向，抄中心较高的折射率层行进。可见光在渐变光纤中会自觉进行调整，从而最终到达目的地，这叫做“自聚焦”。 单模光纤可以采用突变型折射率。 保偏光纤作为一种特种光纤，主要应用于光纤陀螺，光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统。由于光纤陀螺及光纤水听器等可用于军用惯导和声呐，属于高新科技产品 ，而保偏光纤又是其核心部件，因而保偏光纤曾经被西方发达国家列入对我禁运的清单。现在国内部分光纤生产公司已能生产。 双包层光纤激光器采用具有双包层结构的掺杂光纤作为工作介质。泵浦光在多模内包层中传输，内包层具有大的数值孔径和横向尺寸，就使得采用多模LD阵列作为泵浦源成为可能。随着泵浦光在光纤中传输，纤芯中的掺杂介质吸收能量产生粒子数反转并产生