第3章：光纤的传输特性

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光纤通信知识点归纳

第1章概述1、光纤通信的基本概念：利用光导纤维传输光波信号的通信方式。

光纤通信工作波长在于近红外区：0.8～1.8μm的波长区，对应频率: 167～375THz。

对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、1.31μm及1.55μm。

2、光纤通信系统的基本组成：（P2图1-3）目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。

该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。

1）在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信息宿恢复用户信息。

2）光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管（LD)。

3）光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。

特性参数：灵敏度4）一般地，大容量、长距离光纤传输: 单模光纤+半导体激光器LD小容量、短距离光纤传输: 多模光纤+半导体发光二极管LED5）光纤线路系统：功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。

组成：光纤、光纤接头和光纤连接器要求：较小的损耗和色散参数3、光纤通信的特点：优点：（1），传输频带宽，通信容量大。

（2）传输损耗小，中继距离长：石英光纤损耗低达0.19 dB/km，用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。

（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。

（4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。

（5）体积小、重量轻。

（6）原材料来源丰富、价格低廉。

缺点：1）不能远距离传输；2）传输过程易发生色散。

光纤技术及应用第三章

光纤技术及应用
Optical Fiber Technology and Its Application
2021/7/22
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第3章
光
纤
Optic fiber
2021/7/22
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引言
1、光纤（optic fiber）----是指能够传导光波的圆柱形介质波导。它利用光的全反射原理将光波能量约束在其界面内，并引导光波沿着光纤轴线方向传播。
本章介绍光纤的结构与分类、光波在光纤中的传输原理。第四章讲光纤的传输特性（损耗、色散、偏振、非线性效应）
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3、光纤的结构、分类纤芯（芯层）core：其折射率较高 , （用来导光）.
包层coating：其折射率较低，提供在纤芯内发生光全反射的条件.
保护层jacket——保护光纤不受外界微变应力的作用、防水等作用。光纤横截面半径为几十至几百微米，长度从几十厘米到上千千米。
所以梯度光纤中导模光线的最大延迟时间为：
ma xmin2nc12
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梯度光纤中导模光线的最大延迟时间
ma xmin2nc12
与阶跃光纤的最大延迟时间相比较:
max12n c1n1n 2n2n c1
平方律光纤的色散小很多。（3）梯度光纤的数值孔径采用近似方法导出：
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将光纤芯层分成许多薄层：每一层内，折射率可近似看成常数，而且折射率沿径向向外逐层递减
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3.2 光纤的波动光学理论
光纤属于介质圆波导，分析导光原理很复杂，可用两种理论进行：
w用波动理论讨论导光原理(复杂、精确) w采用射线理论分析导光原理(简单、近似)

光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏

光纤通信课后习题参考答案-邓大鹏第一章习题参考答案1、第一根光纤是什么时候显现的？其损耗是多少？答：第一根光纤大约是1950年显现的。

传输损耗高达1000dB/km左右。

2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。

答：光纤通信系统要紧由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。

系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号通过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。

中继器确实是用于长途传输时延长光信号的传输距离。

3、光纤通信有哪些优缺点？答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节约有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。

第二章光纤和光缆1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和不处的涂覆层组成的。

纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是爱护光纤不受水汽的腐蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。

2．光纤是如何分类的？阶跃型光纤和渐变型光纤的折射率分布是如何表示的？答：（1）按照截面上折射率分布的不同能够将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤；按光纤中传输的模式数量，能够将光纤分为多模光纤和单模光纤；按光纤的工作波长能够将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤；按照ITU-T 关于光纤类型的建议，能够将光纤分为G .651光纤（渐变型多模光纤）、G .652光纤（常规单模光纤）、G .653光纤（色散位移光纤）、G .654光纤（截止波长光纤）和G .655（非零色散位移光纤）光纤；按套塑（二次涂覆层）能够将光纤分为松套光纤和紧套光纤。

（2）阶跃型光纤的折射率分布 () 21⎩⎨⎧≥<=a r n a r n r n渐变型光纤的折射率分布 () 2121⎪⎩⎪⎨⎧≥<⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=a r n a r a r n r n c m α 3．阶跃型光纤和渐变型光纤的数值孔径NA 是如何定义的？两者有何区不？它是用来衡量光纤什么的物理量？答：阶跃型光纤的数值孔径 2sin 10∆==n NA φ渐变型光纤的数值孔径 ()() 20-0sin 220∆===n n n NA c φ 两者区不：阶跃型光纤的数值孔径是与纤芯和包层的折射率有关；而渐变型光纤的数值孔径只与纤芯内最大的折射率和包层的折射率有关。

光纤特性及传输试验

光纤特性及传输实验在现代通信技术中，为了避免信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进行调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调还原出来。

不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。

载波的频率间隔若小于信号带宽，则不同信号间要互相干扰。

能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进行统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。

通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。

光波波长比微波短得多，用光波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比拟的，光纤通信就是用光波作载波，用光纤传输光信号的通信方式。

与用电缆传输电信号相比，光纤通信具有通信容量大、传输距离长、价格低廉、重量轻、易敷设、抗干扰、保密性好等优点，已成为固定通信网的主要传输技术，帮助我们的社会成功发展至信息社会。

实验目的1 . 了解光纤通信的原理及基本特性。

2 .测量半导体激光器的伏安特性，电光转换特性。

3 .测量光电二极管的伏安特性。

4 .基带（幅度）调制传输实验。

5 .频率调制传输实验。

6 .音频信号传输实验。

7 .数字信号传输实验。

实验原理1.光纤光纤是由纤芯、包层、防护层组成的同心圆柱体，横截面如图1所示。

纤芯与包层材料大多为高纯度的石英玻璃，通过掺杂使纤芯折射率大于包层折射率，形成一种光波导效应，使大部分的光被束缚在纤芯中传输。

若纤芯的折射率分布是均匀的，在纤芯与包层的界面处折射率突变，称为阶跃型光纤：若纤芯从中心的高折射率逐渐变到边缘与包层折射率一致，称为渐变型光纤。

若纤芯直径小于 1011m ，只有一种模式的光波能在光纤中传播，称为单模光纤。

若纤芯直径5011m 左右，有多个模式的光波能在光纤中传播，称为多模光纤。

防护层由缓冲涂层、加强材料涂覆层及套塑层组成。

光纤PPT课件

光纤的典型结构是多层同轴圆柱体由图31-1 所示，自内向外为纤芯、包层及涂覆层。纤芯和包层合起来构成裸光纤，光纤的光学及传输特性主要由它决定。涂覆层
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光纤按折射率分布来分类，一般可分为阶跃型光纤和渐变型光纤。
(1) 阶跃型光纤
如果纤芯折射率(指数)n1半径方向保持一定，包层折射率n2沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤，称为阶跃型光纤，又可称为均匀光纤，它的结构如图3-1-2(a)所示。
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渐变折射率光纤可以降低模间色散，如图3-2-2所示
选择合适的折射率分布就有可能使所有光线同时到达光纤输出端。
相对折射指数差Δ和数值孔径NA是描述光纤性能的两个重要参数。
1相对折射指数Δ
光纤纤芯的折射率和包层的折射率的相差程度可以用相对折射指数差Δ来表示
相对折射指数Δ很小的光纤称为弱导
(2) 渐变型光纤
如果纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率n2是均匀的，这种光纤称为渐变型光纤，又称为非均匀光纤，它的结构如图3-1-2(b)所示。
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光线入射在纤芯与包层界面上会发生全反射，当全反射的光线再次入射到纤芯与包层的分界面时，它被再次全反射回纤芯中，这样所有满足θ1＞θc的光线都会被限制在纤芯中而向前传输，这就是光纤传光的基本原理。
第三章光纤
3.1光纤概述 3.2光纤的导光原理 3.3相对折射指数差Δ和数值孔径NA 3.4阶跃型光纤的波动光学理论 3.5阶跃型光纤的标量模 3.6可导与截止 3.7渐变型光纤的理论分析 3.8光纤的损耗特性 3.9光纤的色散特性 3.10单模光纤 3.11光纤的传输带宽
1光纤结构

光纤通信原理-(全套)课件

1.2 光纤通信的主要特性
1.2.1 光纤通信的优点
1. 光纤的容量大
光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载波的通信系统，其载波—光波具有很高的频率(约1014Hz)，因此光纤具有很大的通信容量。
2. 损耗低、中继距离长
目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤在1.55μm波长区的损耗可低到0.18dB/km，比已知的其他通信线路的损耗都低得多，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其它介质构成的系统长得多。
光纤通信原理
1
第一章概述
1.1 光纤通信的发展与现状 1.2 光纤通信的主要特性 1.3 光纤通信系统的组成和分类
1.1 光纤通信的发展与现状
1.1.1 早期的光通信
到了1880年，贝尔发明了第一个光电话，这一大胆的尝试，可以说是现代光通信的开端。
在这里，将弧光灯的恒定光束投射在话筒的音膜上，随声音的振动而得到强弱变化的反射光束，这个过程就是调制。
式中：R、T都是复数，包括大小及相
位。其模值分别表示反射波、传递波与入
射波幅度的大小之比；2Ф1、2Ф2是R和T的
相角，分别表示在介质分界面上反射波、传递波比入射波超前的相位。
3. 平面波的全反射
全反射是一种重要的物理现象，当光波从光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角时才能产生全反射，即全反射必
1. 子午射线在阶跃型光纤中的传播
阶跃型光纤是由半径为a、折射率为常数n 1的纤芯和折射率为常数n2的包层组成，并且n1>n2，如图2.6所示。
图2.6 光线在阶跃型光纤中的传播
2. 子午射线在渐变型光纤中的传播
渐变型光纤与阶跃型光纤的区别在于其纤芯的折射率不是常数，而是随半径的增加而递减直到等于包层的折射率。

第三章单模光纤传输特性及光纤中非线性效应

第三章单模光纤的传输特性及光纤中的非线性效应单模工作模特性及光功率分布 ............................................................. 错误!未定义书签。

单模光纤中LP 01模的高斯近似 ............................................................... 错误!未定义书签。

单模光纤的双折射（单模光纤中的偏振态传输特性） ............................. 错误!未定义书签。

双折射概念 ............................................................................................... 错误!未定义书签。

偏振模色散概念 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

单模光纤中偏振状态的演化 ................................................................. 错误!未定义书签。

单模单偏振光纤 ..................................................................................... 错误!未定义书签。

单模光纤色散 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

色散概述 ................................................................................................ 错误!未定义书签。

光纤-光缆及其传输特性

光纤\光缆及其传输特性摘要:在广播电视传输网中,同轴电缆传输系统具有设备简单投资少,接入用户方便,因此它在广播电视传输网的接入网部分和小区域的用户中得到了广泛的应用。

但对于远距离传输而言,同轴电缆传输系统就曝露出致命的弱点。

而光纤的出现恰好弥补了这一缺陷,由于光信号在光缆中的传输衰减极小,很小的光功率便可以在光缆中将其传到很远的地方。

因此光纤在现代社会中被广泛应用。

现就光纤、光缆的概念及其传输特性做一介绍。

关键词:光纤、光缆、传输损耗、传输带宽、光纤性能参数1、光纤光纤是用于传导光的介质光波导。

为了能对光信号进行远距离传输,光纤必须具有两个功能:(1)必须具有较低损耗。

(2)必须满足光波导条件。

为了实现这一功能,光纤通常由纤芯和包层两个二氧化硅层组成,包层的折射率必须小于纤芯的折射率,这样在包层与限制你的临界面便形成一个封闭的全反射面,保证了从纤芯向外射出的光能被完全反射回纤芯。

光纤按其传输光波的模式,可分为多模光纤和单模光纤。

光信号是一种特殊的电磁波,它在光纤中传播与电磁波在电波导中传输一样,同样存在着模式的问题。

多模光纤可以允许光信号以多模式传播,而单模光纤只允许光以基模一种模式传播。

多模光纤中,由于多种模式的光信号传播速度不同,而引起时域脉冲展宽,使其信道带宽受到限制。

由于单模光纤只能传输一种单一模式,所以具有很大的信道带宽。

因此,单模光纤被广泛应用于现代通讯系统中。

2、光缆若将若干根光纤并行使用把它们以一定的形式组合到一起,在其外部加以各种保护套便形成了光缆。

通常使用的架空和直埋式光缆有两种结构形式:中心束管式和层绞式。

中心束管式光缆,使用于光纤芯数较少的场合。

通常12 芯以下光缆使用这种结构形式。

中心束光缆就是将所需数量的光纤并行装入充满纤膏的束管内,形成中心束管。

束管内的光纤可以在纤膏内活动,这样的结构称为松套式结构。

3、光纤的传输特性光纤的传输特性包括传输损耗、光纤的传输带宽以及光纤传输性能参数。

光纤思考题

光纤通信第一章：1、什么是光纤通信：光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式2、光纤的主要作用是什么？引导光在光纤内沿直线或弯曲的途径传播。

Or（单模光纤的纤芯直径为4μm～10μm，适用于高速长途通信系统。

多模光纤的纤芯直径为50μm，适用于低速短距离通信系统）3、与电缆或微波等通信方式相比，光纤通信有何优缺点？光纤通信有何优点：容许频带很宽，传输容量很大损耗很小，中继距离很长且误码率很小重量轻、体积小丶抗电磁干扰性能好泄漏小，保密性能好节约金属材料，有利于资源合理使用or与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下：(1)传输频带极宽，通信容量很大(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；(3)串扰小，信号传输质量高；(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；(6)耐化学腐蚀；（7)光纤是石英玻璃拉制成形原材料来源丰富4、为什么说使用光纤通信可以节省大量有色金属？5、为什么说光纤通信具有传输频带宽，通信容量大？光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统，一堆光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时传输3000多路电话，频带宽对于各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网（B-ISDN）发展的需要。

6、可见光是人眼能看见的光，其波长范围是多少？0.39~0.76μm7、红外线是人眼能看见的光，其波长范围是多少？0.76~300μm8、近红外区：其波长范围是多少？0.76~1.5μm9、光纤通信所用光波的波长范围是多少？0.8~1.6μm10、光纤通信中常用的三个低损耗的窗口的中心波长分别是多少？0.85,1.30,1.55μm第二章：1、典型光纤由几部分组成？各部分的作用是什么？光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。

其中纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。

光纤通信课后习题解答第3章习题参考答案

第三章光纤的传输特性1．简述石英系光纤损耗产生的原因，光纤损耗的理论极限值是由什么决定的？答：（1）（2）光纤损耗的理论极限值是由紫外吸收损耗、红外吸收损耗和瑞利散射决定的。

2．当光在一段长为10km 光纤中传输时，输出端的光功率减小至输入端光功率的一半。

求：光纤的损耗系数α。

解：设输入端光功率为P 1，输出端的光功率为P 2。

则P 1＝2P 2光纤的损耗系数()km dB P P km P P L /3.02lg 1010lg 102221==＝α 3．光纤色散产生的原因有哪些？对数字光纤通信系统有何危害？答：（1）按照色散产生的原因，光纤的色散主要分为：模式（模间）色散、材料色散、波导色散和极化色散。

（2）在数字光纤通信系统中，色散会引起光脉冲展宽，严重时前后脉冲将相互重叠，形成码间干扰，增加误码率，影响了光纤的传输带宽。

因此，色散会限制光纤通信系统的传输容量和中继距离。

4．为什么单模光纤的带宽比多模光纤的带宽大得多？答：光纤的带宽特性是在频域中的表现形式，而色散特性是在时域中的表现形式，即色散越大，带宽越窄。

由于光纤中存在着模式色散、材料色散、波导色散和极化色散四种，并且模式色散>>材料色散＞波导色散＞极化色散。

由于极化色散很小，一般忽略不计。

在多模光纤中，主要存在模式色散、材料色散和波导色散；单模光纤中不存在模式色散，而只存在材料色散和波导色散。

因此，多模光纤的色散比单模光纤的色散大得多，也就是单模光纤的带宽比多模光纤宽得多。

光纤损耗吸收损耗本征吸收杂质吸收紫外吸收红外吸收氢氧根（OH －）吸收过渡金属离子吸收瑞利散射损耗结构不完善引起的散射损耗散射损耗弯曲损耗光纤弯曲损耗光纤微弯损耗5．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n 1=1.50，n 2=1.45，光纤的长度L=10km 。

试求：（1）子午光线的最大时延差；（2）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求子午光线的最大时延差。

《光纤的传输特性》PPT课件

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精选ppt
非本征吸收
原材料将在光纤的制造过程中引入杂质，带来较强的非本征吸收。有害杂质主要有过渡金属离子，如铁、钴、镍、铜、锰、铬等金属离子和OH－。
OH－吸收峰
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解决方法： (1)对制造光纤的材料进行严格的化学提纯，比如材料达到 99.9999999%的纯度 (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)
0.26
因此可以算出在1320 nm处，波导色散为：
D w()n c2Vdd 2(V V 2)b1.9
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精选ppt
标准单模光纤总的模内色散
一般来说材料色散的影响大于波导色散： |Dm| > |Dw|
DDmDw
1320
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模间色散
多模光纤中不同导模具有不同的传播路径和速度导致了模间色散。
导致的后果：造成能量辐射损耗
低阶模功率耦合到高阶模
高阶模功率损耗
减小微弯的一种办法是在光纤外面一层弹性保护套
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宏弯和微弯对损耗的附加影响
基本损耗宏弯损耗
微弯损耗
光纤弯曲带来额外损耗
V2 an1 2n2 21/22 aNA
增加，V减少
13
弯曲损耗随模场直径增加显著增加
精选ppt
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PMD 对传输的影响
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色散对传输带宽的影响：宽谱光源
比较大的时候，单模光纤带宽：
BSMF1 /T 41D /4L GH z
例：考虑一个工作在1550 nm的系统，光源谱宽为15 nm，使用标准单模光纤D = 17 ps/km·nm，那么系统带宽和距离乘积：

光纤传输知识点总结

光纤传输知识点总结一、光纤传输的基本原理光纤传输的基本原理是利用光的全内反射特性进行信号的传输。

当光线进入光纤时，如果入射角小于临界角，光线就会被完全反射在光纤的内壁上，不会发生透射。

由于光的速度很快，因此通过光纤的传输速度也非常快。

在光纤传输过程中，光信号会在光纤中不断地进行全内反射，达到信息传输的目的。

二、光纤的特点1. 带宽大：由于光的波长较短，因此光纤的带宽远远大于传统的铜线传输。

2. 传输速度快：光的传输速度非常快，因此光纤传输的速度也非常快，是传统电信号传输的数倍甚至数十倍。

3. 抗干扰能力强：光信号在光纤中传输时，不会受到外界电磁干扰的影响，因此光纤传输的抗干扰能力非常强。

4. 传输距离远：由于光的传输损耗小，因此光纤传输可以实现更远距离的信号传输。

5. 体积小、重量轻：与传统的电缆相比，光纤具有较小的体积和重量，便于安装和维护。

三、光纤传输系统的结构光纤传输系统主要由光源、光纤、光接收器组成。

光源可以是激光、LED等发光器件，发出的光信号通过光纤传输到目标地点，然后被光接收器接收并转换成电信号。

在实际应用中，光纤传输系统通常还包括光纤放大器、光纤复用器、光纤解复用器等辅助设备，以及光纤连接器、光纤延长器等光纤配件。

四、光纤传输的应用1. 通讯领域：光纤传输在通讯领域得到了广泛的应用，包括电话通讯、数据传输、因特网接入等。

光纤传输的高速、大带宽特性，使其成为现代通讯系统的重要组成部分。

2. 电视信号传输：光纤传输可以实现高清晰度、高质量的电视信号传输，能够满足用户对高品质影视娱乐的需求。

3. 医疗领域：在医疗影像诊断和手术中，常常需要传输大量的影像数据。

光纤传输的高速、大带宽、抗干扰能力强的特性，使其成为医疗领域的首选传输介质。

4. 工业自动化：自动化生产线通常需要大量的传感器和执行器进行数据传输和控制，光纤传输可以满足这些设备的高速、抗干扰的需求。

5. 军事领域：光纤传输在军事通讯、雷达系统、导航系统等领域得到了广泛的应用，其高速、高可靠性的特性可以满足军事通讯的各种需求。

光纤的非线性传输特性解析

光纤的⾮线性传输特性解析光纤的⾮线性传输特性⼀．简介光纤1. 光纤的历史早期的⼯作：为了得到低损耗的光纤早在19世纪，⼈们已经知道光纤中引导光传播的基本原理是全内反射。

在19世纪20年代制成了⽆包层的玻璃纤维。

直到20世纪50年代，才知道包层的使⽤能够改善光纤的特性，从⽽诞⽣了光纤光学这个领域。

20世纪60年代，当时主要为了利⽤光纤束传输图像，促使光纤领域迅速发展。

这些早期的光纤按现在的标准看具有很⾼的损耗，⽤当时最好的光学玻璃做成的光学纤维损耗也达到1000dB/km。

1966年⾼锟解决了⽯英光纤损耗的理论问题，提出了研制低损耗光纤的可能性。

1970年，美国康宁公司研制成功了第⼀根低损耗光纤，⽯英光纤的损耗下降到了20dB/km的⽔平。

随着光纤制造技术的进⼀步发展，到1979年，已将1.55un波长附近的损耗降低到约0.2dB/km。

低损耗光纤的获得，使得光纤中光传输时的⾮线性效应相对⽽⾔变得不可忽略。

早在1972年，已有⼈研究了单模光纤中的受激拉曼敞射和受激布⾥渊散射，这些上作促进了诸如光感应双折射、参量四波混频和⽩相位调制等其他⾮线性现象的研究。

1973年，有⼈提出了“通过⾊散和⾮线性效应的互作⽤将会导致光纤产⽣类孤⼦脉冲”这样⼀个重要结论。

1980年，在实验中观察到了光孤⼦，并在20世纪80年代导致了超短光脉冲的产⽣和控制⽅⾯的⼀些成就。

另⼀个同样重要的进展是将光纤⽤于光脉冲压缩和光开关。

1987年，利⽤光纤⾮线性效应的压缩技术已产⽣了短到6fs的脉冲。

⾮线性光纤光学领域在20世纪90年代继续得到发展，当在光纤中掺⼈稀⼟元素并⽤其制作放⼤器和激光器时，⼜增添了⼀个新的研究内容。

尽管早在1964年就开始制造光纤放⼤器，但仅在1987年以后才得到快速发展。

由于EDFA能⼯作在1.55um波长区并能补偿光纤通信系统的损耗，因此引起⼈们的极⼤关注。

到1995年，这种器件已达到商品化程度，EDFA的使⽤导致了多信道光波系统设计上的⾰命。

光纤维知识点归纳总结

光纤维知识点归纳总结一、光纤的基本原理光纤传播的基本原理是全反射原理。

光在光纤中的传播是由于光在光密介质与光疏介质之间反射所致。

当光线入射在两种介质交界面上，发生的折射和反射是由折射率决定的。

而光纤通过改变折射率的设计，使得当光线沿着光纤传输时，不会发生漏光，从而保证了光信号的传输。

二、光纤的结构光纤通常由芯、包层和外护套组成。

芯是光纤传输光信号的主体，包层用于约束和保护光信号，外护套则用于保护光纤本身以及增强其机械性能。

光纤的结构设计与材料的选择对光信号的传输性能有着重要的影响。

三、光纤的类型根据光纤芯和包层的折射率，可以将光纤分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤是指在光纤芯中只有一条光路，适用于远距离通信和高速数据传输；多模光纤是指光纤芯中存在多条光路，适用于短距离通信和局域网传输。

另外，光纤还可根据其传输性能和应用环境的不同分为标准单模光纤、非标单模光纤、高分子光纤等类型。

四、光纤的传输特性光纤的传输特性主要包括传输损耗、色散、非线性效应等。

传输损耗是指光信号在光纤传输过程中损失的能量，主要包括吸收损耗、散射损耗、泄漏损耗等。

色散是指光信号在光纤中传播速度与光波长有关，从而引起信号失真的现象。

非线性效应是指光信号在光纤中传播过程中出现的非线性光学效应，如光子效应、拉曼效应等。

五、光纤的应用光纤在通信领域被广泛应用，包括长距离传输、城市通信、局域网、光纤传感等。

同时，光纤还在医学、军事、工业、科研等领域也有着重要的应用，如光纤传感器、激光器、光纤放大器等。

光纤作为一种重要的光学传输介质，在信息通信、光电子技术、生物医学、制造技术等众多领域都有着重要的应用价值。

通过了解光纤的基本原理、结构、类型、传输特性和应用，我们可以更深入地理解光纤技术的发展和应用前景。

希望本文对大家有所帮助，欢迎指正补充。

光纤特性及传输实验

光纤特性及传输实验光纤是一种能够将光信号传输的纤维材料，由于其具有高带宽、低衰减等优点，广泛应用于通信、医疗、工业等领域。

本文将介绍光纤的特性以及光纤传输实验。

首先，光纤具有以下几个重要特性：1. 高带宽：光纤的传输速度非常快，可以达到光速的70%以上，因此能够传输大量的数据。

2. 低衰减：光纤的衰减很小，一般在每公里0.2-0.5 dB以内，因此信号的传输损失较小，可以实现长距离的传输。

3. 抗干扰能力强：光纤的信号传输是通过光的全内反射实现的，不会受到电磁干扰的影响，因此具有较高的抗干扰能力。

4. 安全性高：光信号传输不会产生电磁辐射，不易被窃听，因此具有较高的安全性。

光纤传输实验是通过实际操作来验证光纤的传输性能和特性。

下面将介绍一种常见的光纤传输实验方法。

实验材料：1. 光纤：可以使用单模光纤或多模光纤，长度约为几十米至几百米。

2. 光源：可以使用激光器或LED作为光源。

3. 接收器：用于接收光信号的光电二极管或光电探测器。

4. 信号发生器：用于产生测试信号。

实验步骤：1. 将光纤的一端连接到光源，另一端连接到接收器。

2. 设置信号发生器的输出信号，并将信号输入到光源端。

3. 观察接收器的输出信号，并记录下来。

4. 改变光纤的长度、弯曲程度等条件，再次观察并记录输出信号。

5. 根据实验记录，分析光纤在不同条件下的传输性能。

实验结果分析：通过实验可以得到光纤在不同条件下的传输结果。

例如，当光纤长度增加时，输出信号的衰减程度会增加；当光纤弯曲程度增加时，输出信号的衰减程度也会增加。

这些结果验证了光纤的低衰减特性以及对弯曲的敏感性。

此外，实验还可以验证光纤的带宽特性。

可以通过改变信号发生器的频率，观察输出信号的变化。

当信号频率增加时，输出信号的衰减程度会增加，说明光纤的传输带宽有限。

总结：光纤具有高带宽、低衰减、抗干扰能力强和安全性高等特性，在实际应用中具有广泛的应用前景。

通过光纤传输实验，可以验证光纤的传输性能和特性，为光纤通信的设计和应用提供参考。

光纤传输特性实验实验报告

光纤传输特性实验实验报告实验报告：光纤传输特性实验一、实验目的1. 了解光纤传输的基本原理和特性；2. 掌握光纤传输信号损耗的测量方法；3. 了解光纤覆盖层的保护作用和光纤附加噪声。

二、实验仪器1. 光纤传输箱；2. 光纤光源；3. 光纤接收仪；4. 光纤带宽检测装置；5. 光源电源。

三、实验原理1. 光纤传输基本原理：光纤传输是利用光在纤维中的反射和折射来传输信息的一种方式。

光纤由纤芯、包层和裸露纤芯组成，光信号通过射入纤芯，然后沿着纤芯的光轴传播。

纤芯是光传输的核心，包层则用于保护光传输中的信号。

2. 光纤传输信号损耗的测量方法：光纤传输中的信号衰减主要包括衰减损耗和连接损耗。

衰减损耗是指光信号沿光纤传输中由于各种原因所导致的信号强度的损失。

连接损耗是指光纤之间的连接所带来的光信号损失。

测量光纤传输中的信号损耗常用的方法是利用光纤接收仪读取光源发出的光强度，然后与光源发出的光强度进行比较，计算信号损耗。

3. 光纤覆盖层的保护作用：光纤的包层主要用于保护光纤的传输信号，减少信号损耗。

光纤的包层一般由石英、聚合物等材料构成，具有较高的折射率，能够使光信号在纤芯中传播时发生全内反射。

同时，包层还能够阻止外界的干扰信号进入纤芯中。

4. 光纤附加噪声：光纤传输过程中，会产生一些附加噪声，如光源的热噪声、光纤中的射频噪声等。

这些噪声会对信号的传输质量产生影响。

因此，为了保证光纤传输信号的质量，需要对光纤信号进行接收时进行噪声的抑制。

四、实验步骤1. 打开光纤传输箱，接通光纤光源和接收仪的电源；2. 将纤芯连接器插入光纤光源的输出接口，将接收仪的接收端与纤芯接收端连接；3. 在光纤光源仪器上设置输出功率为一定的数值，如10mW；4. 使用光纤带宽检测装置测量光纤传输的带宽；5. 测量信号损耗，调整光源的输出功率，记录不同功率下的信号强度；6. 记录实验数据。

五、实验结果分析1. 光纤传输的信号损耗：根据实验数据计算出不同功率下信号的损耗率，并观察信号损耗与功率之间的关系；2. 光纤传输的带宽：根据光纤带宽检测装置的测量结果，计算出光纤的带宽范围；3. 光纤传输的附加噪声：观察实验数据中的噪声情况，并分析噪声对信号传输的影响。