光纤为什么会光衰过大?
2019-12-17

1、造成光纤衰减的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。

  本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。

  弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成损耗。

  挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。

  杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。

  不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。

  对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心    不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。

当光从光纤的一端射入,从另一端射出时,光的强度会减弱。这意味着光信号通过光纤传播后,光能量衰减了一部分。这说明光纤中有些物质或因某种原因,阻挡光信号通过。

这就是光纤的传输损耗,那么是什么原因造成了光纤的衰减呢?

方法/步骤分步阅读

1

/6

材料的吸收损耗

制造光纤的材料能够吸收光能。光纤材料中的粒子吸收光能以后,产生振动、发热,而将能量散失掉,这样就产生了吸收损耗。

在光纤中,当某一能级的电子受到与该能级差相对应的波长的光照射时,则位于低能级轨道上的电子将跃迁到能级高的轨道上。

这一电子吸收了光能,就产生了光的吸收损耗。

2

/6

散射损耗

散射是怎样产生的呢?原来组成物质的分子、原子、电子等微小粒子是以某些固有频率进行振动的,并能释放出波长与该振动频率相应的光。

粒子的振动频率由粒子的大小来决定。

粒子越大,振动频率越低,释放出的光的波长越长;粒子越小,振动频率越高,释放出的光的波长越短。这种振动频率称做粒子的固有振动频率。

但是这种振动并不是自行产生,它需要一定的能量。

一旦粒子受到具有一定波长的光照射,而照射光的频率与该粒子固有振动频率相同,就会引起共振。

粒子内的电子便以该振动频率开始振动,结果是该粒子向四面八方散射出光,入射光的能量被吸收而转化为粒子的能量,粒子又将能量重新以光能的形式射出去。

因此,对于在外部观察的人来说,看到的好像是光撞到粒子以后,向四面八方飞散出去了。

3

/6

先天不足

光纤结构不完善,如由光纤中有气泡、杂质,或者粗细不均匀,特别是芯-包层交界面不平滑等,光线传到这些地方时,就会有一部分光散射到各个方向,造成损耗。

这种损耗是可以想办法克服的,那就是要改善光纤制造的工艺。

散射使光射向四面八方,其中有一部分散射光沿着与光纤传播相反的方向反射回来,在光纤的入射端可接收到这部分散射光。光的散射使得一部分光能受到损失,这是人们所不希望的。

但是,这种现象也可以为我们所利用,因为如果我们在发送端对接收到的这部分光的强弱进行分析,可以检查出这根光纤的断点、缺陷和损耗大小。

这样,通过人的聪明才智,就把坏事变成了好事.

4

/6

光纤的散射损耗

光纤内部的散射,会减小传输的功率,产生损耗。散射中最重要的是瑞利散射,它是由光纤材料内部的密度和成份变化而引起的。

5

/6

波导散射损耗

这是由于交界面随机的畸变或粗糙所产生的散射,实际上它是由表面畸变或粗糙所引起的模式转换或模式耦合。一种模式由于交界面的起伏,会产生其他传输模式和辐射模式。

由于在光纤中传输的各种模式衰减不同,在长距离的模式变换过程中,衰减小的模式变成衰减大的模式,连续的变换和反变换后,虽然各模式的损失会平衡起来,但模式总体产生额外的损耗,即由于模式的转换产生了附加损耗,这种附加的损耗就是波导散射损耗。

要降低这种损耗,就要提高光纤制造工艺。对于拉得好或质量高的光纤,基本上可以忽略这种损耗。

6

/6

光纤弯曲产生的辐射损耗

光纤是柔软的,可以弯曲,可是弯曲到一定程度后,光纤虽然可以导光,但会使光的传输途径改变。由传输模转换为辐射模,使一部分光能渗透到包层中或穿过包层成为辐射模向外泄漏损失掉,从而产生损耗。

当弯曲半径大于5—10cm时,由弯曲造成的损耗可以忽略

大家都在看
本站系本网编辑转载,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系,我们将在第一时间删除内容!本站文章版权归原作者所有,内容为作者个人观点。本站只提供参考并不构成任何投资及应用建议。本站拥有对此声明的最终解释权。