七、光纤的损耗.ppt

剪断法 [测试原理]： 损耗系数 (dB/km) [测试预处理]： （1）建立NAb≈NAf的光学系统； （2）建立稳态模式模拟器，一般包括扰模器、滤模器 和包层模消除器 （3）用一根性能和被测光纤相同的辅助光纤代替光纤 耦合长度作用。 剪断法光纤损耗测试系统图 插入法 插入法是在注入装置的输出和光检测器的输入之间用1～2m长的短光纤直接连接，测出光功率Pi，然后在两者间插入被测光纤，再测出光功率Po，据此计算损耗系数。 后向散射法测试原理 由于光纤中散射光的强弱反映了光纤长度上各点衰减大小，菲涅尔反射光能反映断点位置，因此可通过检测反向传输到输入端的背向散射光和菲涅尔反射光功率变化来确定光纤损耗系数，并判断光纤断点位置和光纤长度。 后向散射法测试系统框图 调制 振荡器 光 源 信号处理与数字显示 光 检 测 器 短接光纤 (1～2km) 被测光纤 插入法光纤损耗测试系统图 Thanks! 七、光纤的损耗 1. 损耗的表述 2. 损耗的种类 3. 损耗的测量 　　光纤的特性主要包括损耗、色散和带宽等。作为信息传输的介质，光纤的信息传输能力是由信息的速率和无中继距离决定的，而无中继距离是与光纤的损耗密切相关的。 　　光纤的损耗限制了光信号到达光接受机的光功率，同时也限制了光通信系统两中继站之间的距离。 　　1966年，高锟关于通过提纯光纤原材料来降低损耗的重要论文，以及近些年EDFA光纤放大器的发明在光纤损耗的控制上取得重大成就。 当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的损耗。光纤的损耗是衡量光纤性能的关键指标之一，它决定了光纤通信系统的传输距离长短和中继距离的选择。一般可定义为每单位长度光纤光功率衰减分贝数，即： 1. 光纤损耗的表述 光纤通信系统中，光功率常用dBm来表示，dBm和mW之间的换算关系 这样，损耗又可以表示为另外一种形式 除此之外，光纤的损耗还可以用光纤的损耗系数 来表示 ，即 即便是在理想的光纤中都存在损耗——本征损耗(吸收损耗)。 比较(7-1)和(7-4)式，可看到光纤的损耗和损耗系数有如下关系 光信号在光纤中传输过程中的损耗主要来自以下几个方面： 1) 光纤材料的吸收与散射损耗； 2) 光纤的微弯与宏弯辐射损耗； 3) 光纤的连接与耦合损耗； 1. 损耗的种类 1) 吸收损耗； 本征吸收：材料本身特性决定的，即使光纤结构非常完 美且材料不含任何杂质，此吸收也会存在。 根据机理的不同，还可分为紫外本征吸收和 红外本征吸收。在紫外波段，构成光纤的基 质材料会产生紫外电子跃迁吸收带，这种紫 外吸收带很强，达到单模光纤总损耗的1/3， 因此必须加以消除；而在红外波段，光纤基 质材料将产生振动或多声子吸收带，这种吸 收带在红外很强，构成了石英光纤工作波长 的上限。总的影响要比紫外吸收带小。 杂质吸收：这里的杂质不是指光纤中的掺杂物，而是指 由于材料不纯净及工艺不完善而引入的杂质， 主要是过渡金属离子和OH离子； 目前，由于原材料的改进及光纤制备工艺的完 善，光纤中金属离子吸收引起的损耗已基本消 除；但OH离子吸收问题还没有最终解决。在低 损耗光纤中，甚至一切吸收都可以归于OH离子 的吸收，它构成了三个吸收峰1.39μm、 1.24μm和0.95μm；而光纤的三个低损耗窗口 0.85μm、 1.31μm和1.55μm正好是OH离子吸 收谱的谷口。 原子缺陷吸收：