光纤的损耗和色散ppt课件.ppt
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1、第三章第三章 光纤的损耗和色散光纤的损耗和色散2ppt课件.光纤的损耗色散及其引起的信号失真单模光纤的色散优化3ppt课件. 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。这些损耗主要包括: 1. 吸收损耗2. 散射损耗3. 弯曲损耗损耗4ppt课件.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: 材料本身 (如SiO2) 的特性决定,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 5ppt课件.(1) 紫外吸收紫外吸收 光纤材料的电子吸收入射光能量跃迁到高的
2、能级,同时引 起入射光的能量损耗,一般发生在短波长范围晶格(2) 红外吸收红外吸收 光波与光纤晶格相互作 用,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6ppt课件.7ppt课件.光纤制造过程引入的有害杂质带来较强的非本征吸收OH吸收峰 2 dB解决方法:解决方法:(1) 光纤材料化学提纯,比 如达到 99.9999999%的 纯度OH和过渡金属离子,如铁、钴、镍、铜、锰、铬等(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)8ppt课件.1 rad(Si) = 0.01 J/kg800人死亡光纤晶格很容易在光场的作用下产生振动光纤制造 - 材料受到热激励热
3、激励 - 结构不完善强粒子辐射辐射 - 材料共价键断裂 - 原子缺陷吸收光能,引起损耗9ppt课件.光纤的密度和折射率分布不均及结构上的不完善导致散射现象1. 瑞利散射2. 波导散射10ppt课件.波导在小于光波长尺度上的不均匀:- 分子密度分布不均匀- 掺杂分子导致折射率不均匀导致波导对入射光产生本征散射瑞利散射一般发生在短波长本征散射和本征吸收一起构成了损耗的理论最小值11ppt课件.导致的原因是波导缺陷- 纤芯和包层的界面不完备- 圆度不均匀- 残留气泡和裂痕等 目前的制造工艺基本可以克服波导散射12ppt课件.掺GeO2的低损耗、低OH含量石英光纤OH0.154 dB/kmAllWav
4、e fiberAllWave:逼近本征损耗单模:本征损耗+OH吸收损耗常温且未暴露在强辐射下13ppt课件.多模光纤的损耗大于单模光纤:- 多模光纤掺杂浓度高以获得较大的数值孔径 (本征散射大)- 由于纤芯-包层边界的微扰,多模光纤容易产生高阶模式损耗多模光纤单模光纤14ppt课件.宏弯:曲率半径比光纤的直径大得多的弯曲消逝场q qcqRq qCladdingCore场分布弯曲曲率半径减小宏弯损耗指数增加15ppt课件.P包层1 P包层2Loss模场直径小 Loss模场直径大Loss低阶模 Loss高阶模模式剥离器:将光纤缠绕成环16ppt课件.微弯的原因: 光纤的生产过程中的带来的不均成缆时
5、受到压力不均使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同导致的后果:造成能量辐射损耗高阶模功率损耗低阶模功率耦合到高阶模与宏弯的情况相同,模场直径大的模式容易发生宏弯损耗17ppt课件.宏弯损耗微弯损耗基本损耗NAannaV222/12221增加,V减少,W0越大62/30879. 2619. 165. 022VVaW长波长处附加损耗显著18ppt课件.Verizon钟爱光纤:花费230亿美元配置了12.9万公里长的光纤,直接连到180万用户家中,提供高速因特网和电视服务光纤到户使Verizon遇到困境:宏弯引起信号衰减19ppt课件.Photonic Crystal FiberPhotonic
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