光纤光学-光纤损耗
七、光纤的损耗
全光放大 EDFA 拉曼放大器 0.05 × 0.3 × 0.2 m3
掺铒光纤放大器
•3. 光纤损耗的测量
•剪断法 •插入法 •后向散射法
剪断法
[测试原理]： Pi 10 lg 损耗系数α = (dB/km) L Po [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。 剪断法是基本测量方法，使用仪器简单，测试精度高， 但具有破坏性，因此不能在现场测量中使用。
剪断法光纤损耗测试系统图
剪断法测光纤损耗和关键是在测 Pout 与 Pin 时要保证 注入条件不变，通常采用稳态注入条件方式，经扰 模器和滤模器以及包层模剥除器来实现模式稳态分 布。
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。
光纤的连接损耗是衡量光纤连接性能重要指标， 若通过光纤接头的透射率为T，则连接损耗定义为
Γ = −10 lg T
(7 − 7)
光纤的连接损耗是由被连接光纤纤芯结构的差异 (内部损耗因子)及光纤连接的质量(外部损耗因子) 引起的。
内部损耗因子包括纤芯的半径a，相对折射率差 Δ，和折射率分布参数g。 外部损耗因子主要包括光纤端面质量、光纤的横 向、角向与纵向偏移以及端面间折射率匹配和光纤 焊接中的纤芯轴畸变等。
各种损耗因子对于光纤连接的总损耗的贡献是不一样的。 在多模光纤中，内部损耗因子的a和Δ的偏差会引起 较大的损耗，而g的变化则影响较小。而且由内部因 子引起的损耗是非互易的，如：较小的Δ的光纤到 较大的Δ的光纤的连接基本无损耗，而相反的连接 方式就会产生很大的损耗。 外部损耗因子中，横向与角向失准对连接损耗 的影响远比纵向失准影响大。
光纤损耗特性及色散特性
散射损耗
光在通过密度或折射率等不不均匀的物质时， 除了在光的传播方向以外，在其他方向也可以 看到光，这种现象称为光的散射。 散射损耗是由于光纤的材料、形状、折射率分 布等的缺陷或不均匀，使光纤中传导的光发生 散射，由此产生的损耗为散射损耗。 散射损耗中主要是瑞利散射和结构缺陷散射对 光纤通信的影响比较大。
光纤的损耗特性及色散特性
June 2011 Alex Wang
损耗特性
光纤损耗：光波在光纤中传输，随着传输距离 的增加而光功率逐渐下降。 损耗原因：光纤本身损耗、光纤与光源的耦合 损耗以及光纤之间的连接损耗。 本身损耗：吸收损耗和散射损耗
吸收损耗
吸收损耗是光波通过光纤材料时，有一部分变 成热能，造成光功率的损失，与光纤材料有关， 主要分为本征吸收和杂质吸收。
瑞利散射
属于光纤的本征散射损耗，主要是由于光纤材 料的折射率随机性变化而引起。 材料折射率变化是由于密度不均匀或内部应力 不均匀而产生。 瑞利散射损耗与光波长的四次方成反比，随波 长的增加而急剧减小，在短波长0.85um处对 损耗的影响最大。
结构缺陷散射
光纤在制作过程中，由于结构缺陷（如光纤中 的气泡、未发生反应的源材料以及纤芯和包层 交界处粗糙），将会产生散射损耗，与波长无 关。
色散的表示方法源自色散的大小用时延差表示。 时延是指信号传输单位长度时所需要的时间。 时延差是指不同速度的信号，传输同样的距离， 需要不同的时间，即各信号的时延不同，这种 时延上的差别，称为时延差。
光纤损耗有哪些
光纤损耗有哪些光纤传输相比电缆传输和无线传输而言有众多优势。
光纤比电缆更轻、更小、更灵活，而且在长距离传输中，光纤比电缆的传播速度更快。
然而，影响光纤传输性能的因素很多，为了确保光纤的性能更好更稳定，这些因素不容忽视。
光纤的损耗就是其中之一，它已成为许多工程师在选择和使用光纤时最优先考虑的一个因素。
这篇教程将为您详细介绍光纤传输中的光损耗。
光信号经光纤传输后，光的强度会逐渐减弱，与此同时，光信号也会逐渐减弱。
光纤传输过程中，光信号的损失就叫做光纤损耗或者光的衰减。
所谓损耗是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB/km。
为了确保光信号安全有效的传输，就要尽可能地降低光纤的损耗。
引起光纤损耗的因素主要有两个：内部因素和外部因素，亦即本征光纤损耗和非本征光纤损耗。
本征光纤损耗本征光纤损耗是指光纤材料固有的一种损耗，引起本征光纤损耗的因素主要有两个：光的吸收和光的散射。
光的吸收是光纤传输中引起光损耗的主要原因，这是由于光纤材料和杂质对光能的吸收而引起的，因此，光的吸收损耗也被称为光纤材料吸收损耗。
实际上，光的吸收是光在传播过程中以热能的形式消耗于光纤中，这是由于分子的共振和波长的掺杂不均匀引起的。
完全纯净的的原子只吸收特定波长的光，但是绝对纯净的光纤材料几乎不可能生产出来，所以，光纤制造厂商选择掺杂锗这类含有纯硅的材料来优化光纤的性能。
光的散射是光纤损耗的另一个重要原因。
光纤的散射损耗是指在玻璃结构中分子水平上的不规则所造成的光的散射。
在光纤线路中，当发生散射时，光能量会向各个方向分散，其中一部分能量沿着线路方向继续前行，而其它方向分散的光能量则会丢失，如下图所示。
因此，为了减少散射而引起的光纤损耗，必须消除光纤芯的不完善，并对光纤涂层和挤压进行严格控制。
非本征光纤损耗本征光纤损耗，包括光的吸收和散射，只是光纤损耗的一方面原因。
非本征光纤损耗是光纤损耗的另一方面重要原因，通常是由光纤的不当处理引起的。
非本征光纤损耗主要有两种类型：弯曲损耗和对接损耗。
光纤的损耗特性PPT教学课件
主要内容
• 一、损耗的定义 • 二、损耗的种类及其产生原因 • 三、损耗波谱特性
损耗的定义
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。损耗一般用损耗系数α表
示：
10 lg Pi
L Po
(单位：dB/km)
• 损耗大小影响光纤的传输距离长短和中
3．三处最有可能发展成为城 市的是哪一处？为什么？除此 而外，你知道哪些地方还分布 有较大的城市？ 4. 综上所述，影响聚落形成 和发展的因素有哪些？
乡村的分布：乡村民居有的集中， 有的分散，大多依山傍水，沿河流、 山麓或公路、铁路分布。
城市的分布：城市是由乡村发展
而来的，在干流与支流汇合处，或 河流入海处，往往形成比较大的城市。
沿河流而建，屋顶坡度大，墙体单薄，门窗 较大。因南方降水量大，气温高。
形成和发展
聚 落
形式
分布
与地理环 境的关系
世界民居
1、城市与乡村的差异表现在 A乡村的道路较城市密集、错综复杂。 B人口的职业构成有较大的差异 C功能差别，乡村功能较为复杂 D人口密度不同，乡村人口稠密 2、下列哪种条件不利于聚落的形成 A水源充足 B交通便利 C自然资源丰富 D崎岖山地
6、读下图，北非的民居的屋顶大多是平顶。
这是为什么？
• 北非气候干旱，屋顶建成平顶还可晾晒农 产品。
7、民居临湖分布的现象相当普遍，在支流与干流汇 合处，或者河流入海处，往往形成比较大的城市。你 能解释这些现象吗？
临河临湖分布，水运交通便利，有利于物资 和人员的集散，容易形成较大城市。
课下搜集有关北极地区因纽特 人的冰屋、我国黄土高原的窑洞、 云南西双版纳地区的傣族竹楼的资 料和图片，试比较它们与当地自然 环境的关系。
第八讲 光纤的损耗
（2）400-850/cm，Si-O-Si的弯曲振动是主要的，在这种振 动中，O原子与Si-O-Si角的二等分线平行移动，但在600/cm 附近，存在着比例较大的Si-O-Si伸展振动，相邻各原子的 振动趋于不同相；
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衰减的原因
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2、杂质吸收衰减（非本征吸收衰减） 杂质吸收在确定光纤损耗中起着决定性作用。杂质
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吸收损耗
吸收衰减是由于光纤对光能的固有吸收并转换成 损耗引起。吸收损耗机理与光纤材料的共振有关。共 振是指入射的光波使材料中的电子在不同能级之间或 原子在不同振动态之间发生量子跃迁的现象。
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1.4 .1 .3 .2 衰减机理（一）
光的吸收通常是在光纤构成物质的原子、分子、离子或
有一部分光散射到各个方向，不再沿光纤的芯轴向前传播，
这部分光能不能被传输到光纤输出终端，在中途将被损耗掉，
而产生散射现象，由这种原因产生的散射损耗是由材料自身
存在的缺陷而引起，所以它被称为本征材料散射损耗或线性
散射损耗。
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1、材料散射衰减
（1）线性散射衰减-瑞利散散 瑞利散射是由纤芯材料中存在微小颗粒或气孔等结构不
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衰减的原因
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衰减的原因
红外吸收（IR）是光通过SiO2构成的石英玻璃 时引起SiO2分子振动共振EV、外层电子跃迁Ee 、转动跃迁Er和转换成动能Et引起的光能被吸 收现象，起主要作用的是分子振动共振。
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1、本征吸收衰减
光纤损耗大的几个因素
光纤损耗大存在的因素光纤熔接包处损耗变大，是常见的故障，原因通常有3个：1、光纤熔接处开裂，可能的原因有：当初熔接时存在缺陷；光缆遭受外力拉伸；熔接点塑料护套、固定金属棒与光纤热膨胀系数差异，反复的温度变化引起伸缩。
显然排除故障时必须重新熔接光纤。
2、熔接包内盘纤变形失园而出现角度，导致损耗变大。
可能的原因有：光缆遭受外力拉伸；因温度变化热涨冷缩引起。
排除故障时只需重新整理盘纤，保证圆形、消除角度。
3、熔接包内进水并侵入熔接处的裸纤，导致光信号散射损失。
排除故障时要打开熔接包清除积水，并晒干熔接处，尽量散尽水分，或者重新熔接。
光纤传输损耗的产生原因是多方面的，在光纤通信网络的建设和维护中，最值得关注的是光纤使用中引起传输损耗的原因以及如何减少这些损耗光纤使用中引起的传输损耗主要有1接续损耗2光纤本质造成的损耗、3熔接不当所报造成的损耗和4活动接头（光纤适配器及光纤跳线）造成的损耗和5非接续损耗（弯曲损耗和其它施工因素和应用环境所造成的损耗）接续损耗（1）光纤固有损耗主要源于光纤模场直径不一致；光纤芯径失配；纤芯截面不圆；纤芯与包层同心度不佳等原因；其中影响最大的是模场直径不一致。
（2）熔接损耗非本征因素的熔接损耗主要由轴向错位；轴心（折角）倾斜；端面分离（间隙）；光纤端面不完整；折射率差；光纤端面不清洁以及接续人员操作水平、操作步骤、熔接机电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等其他因素造成。
（3）活动接头损耗非本征因素的活动接头损耗主要由活动连接器质量差、接触不良、不清洁以及与熔接损耗相同的一些因素（如轴向错位、端面间隙、折角、折射率差等）造成。
解决接续损耗的方案（1）工程设计、施工和维护工作中应选用特性一致的优质光纤一条线路上尽量采用同一批次的优质品牌裸纤，以求光纤的特性尽量匹配，使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。
（2）光缆施工时应严格按规程和要求进行挑选经验丰富的施工人员光缆配盘时尽量做到整盘配置（单盘≥500-800米），以尽量减少接头数量。
光纤损耗系数的表达式
光纤损耗系数的表达式光纤损耗系数是指光信号经过光纤传输时，由于材料吸收、散射、弯曲等原因而造成的信号强度降低。
光纤损耗系数是衡量光纤传输质量的重要指标之一。
下面详细介绍一下光纤损耗系数的表达式及相关知识。
一、光纤损耗系数的定义光纤损耗系数指的是光纤单位长度内，光信号通过传输过程中消耗的信号功率占初始信号功率的比例。
光纤损耗系数通常用分贝（dB）表示，其计算公式为：αdB = -10log（P1/P0）其中，P0为初始信号功率，P1为洛德衰减后的信号功率。
光纤损耗系数越小，表示信号强度在传输过程中降低的越少，代表着光纤的传输质量越好。
二、光纤损耗系数的分类光纤损耗系数可分为单模光纤损耗系数和多模光纤损耗系数两种。
1. 单模光纤损耗系数：单模光纤损耗系数是指单模光纤在波长为1310nm和1550nm条件下的损耗系数。
通常在20km以内的短距离传输中使用，其损耗系数范围约在0.3~0.5dB/km。
2. 多模光纤损耗系数：多模光纤损耗系数是指多模光纤在波长为850nm和1300nm条件下的损耗系数。
多用于较短距离地址传输和局域网中，其损耗系数范围约在2~7dB/km。
三、影响光纤损耗系数的因素光纤的损耗系数与多种因素有关。
以下是几个主要的因素：1. 光纤本身的质量：光纤的材料、折射率不同，对光的吸收、散射也不同，从而导致不同的损耗系数。
2. 光纤长度：光纤的长度对损耗系数有一定的影响，长度越长，损耗系数通常越大。
3. 连接件质量：连接件的设计和制作精度，直接影响损耗系数的大小。
4. 环境温度：光纤在不同环境下，其损耗系数不同，一般来说，温度越高，损耗系数越大。
四、优化光纤损耗系数的方法为了提高光纤传输的质量，需要采取一系列措施来降低光纤的损耗系数。
以下是几个常用的方法：1. 选用优质的光纤材料，并且在制造过程中严格控制质量，确保光纤本身的质量。
2. 降低光纤长度，减少信号传输过程中对信号功率的消耗。
3. 使用高品质的连接件，保证连接的精度。
光纤的损耗
光纤的损耗:损耗指光信号功率传输每单位长度衰减的程度,用分贝/公里(dB/km)表示为什么衰减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。
这说明光纤中有某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。
只有降低光纤损耗，才能使光信号畅通无阻。
光纤损耗的分类光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条件造成的附加损耗。
具体细分如下：光纤损耗可分为固有损耗和附加损耗。
固有损耗包括散射损耗、吸收损耗和因光纤结构不完善引起的损耗。
附加损耗则包括微弯损耗、弯曲损耗和接续损耗。
其中，附加损耗是在光纤的铺设过程中人为造成的。
在实际应用中，不可避免地要将光纤一根接一根地接起来，光纤连接会产生损耗。
光纤微小弯曲、挤压、拉伸受力也会引起损耗。
这些都是光纤使用条件引起的损耗。
究其主要原因是在这些条件下，光纤纤芯中的传输模式发生了变化。
附加损耗是可以尽量避免的。
下面，我们只讨论光纤的固有损耗。
固有损耗中，散射损耗和吸收损耗是由光纤材料本身的特性决定的，在不同的工作波长下引起的固有损耗也不同。
搞清楚产生损耗的机理，定量地分析各种因素引起的损耗的大小，对于研制低损耗光纤，合理使用光纤有着极其重要的意义。
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。
光纤损耗全参数
光纤损耗1.光纤的衰减的几种因素及光缆的特性：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，造成的损耗。
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。
光缆特性1) 拉力特性光缆能承受的最大拉力取决于加强件的材料和横截面积，一般要求大于1km光缆的重量，多数光缆在100～400kg范围。
2) 压力特性光缆能承受的最大侧压力取决于护套的材料和结构，多数光缆能承受的最大侧压力在100～400kg/10cm。
3）弯曲特性弯曲特性主要取决于纤芯与包层的相对折射率差△以及光缆的材料和结构。
实用光纤最小弯曲半径一般为20～50mm，光缆最小弯曲半径一般为200～500mm，等于或大于光纤最小弯曲半径。
在以上条件下，光辐射引起的光纤附加损耗可以忽略，若小于最小弯曲半径，附加损耗则急剧增加。
4）温度特性光纤本身具有良好的温度特性。
光缆温度特性主要取决于光缆材料的选择及结构的设计，采用松套管二次被覆光纤的光缆温度特性较好。
温度变化时，光纤损耗增加，主要是由于光缆材料（塑料）的热膨胀系数比光纤材料（石英）大2～3个数量级，在冷缩或热胀过程中，光纤受到应力作用而产生的。
在我国，对光缆使用温度的要求，一般在低温地区为-40℃～+40℃，在高温地区为-5℃～+60℃。
2.光纤的连接损耗：1.永久性光纤连接（又叫热熔）:这种连接是用放电的方法将连根光纤的连接点熔化并连接在一起。
一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。
其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低，典型值为0.01~0.03db/点。
光纤传输损耗及解决方案
光纤传输损耗及解决方案光纤传输是一种在信息传输领域中应用广泛的技术，其主要特点是传输速度快、传输距离远、信号稳定等优势。
然而，光纤传输中也存在一些问题，其中最主要的问题之一就是传输中的损耗问题。
光纤传输损耗主要是指在信号传输过程中，由于光信号的衰减导致信号强度减弱而产生的信号损失。
光纤传输损耗是光纤传输中不可避免的问题，一定程度的损耗是正常现象，但如果损耗过大会影响信号传输的质量和距离，从而影响整个网络的性能。
光纤传输损耗主要有两种形式，一种是耦合损耗，即光纤与其它光学器件的连接损耗；另一种是传输损耗，即光信号在光纤传输过程中的信号衰减损耗。
耦合损耗主要由于光纤连接不良、连接部件不良或不匹配导致的，而传输损耗则是由于光纤固有的损耗特性导致的，主要包括光纤本身的吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗、不均匀损耗等。
传输损耗是光纤传输中的主要损耗形式，其大小与技术要求、光源功率、波长、光纤长度、光纤材料和制造工艺等因素密切相关。
针对光纤传输中的损耗问题，可以采取一系列措施来解决。
首先，应该选用优质的光纤和光器件，提高光学件的质量，减小传输损耗。
其次，应该采用低损耗的光纤连接器，保证光纤连接的质量，减小耦合损耗。
此外，还可以采用光纤放大器和光纤衰减补偿器来弥补传输损耗，提高信号的传输质量。
同时，也可以通过采用增大光纤端面与光源端面的匹配度，减小耦合损耗。
另外，还可以采取限制光纤曲率半径、提高光纤制造工艺水平、修复磨损光纤等方式来减小光纤传输损耗，提高传输效率。
总的来说，光纤传输损耗是光纤传输中的一大问题，解决这一问题需要采取全方位的措施来减小损耗，提高传输质量。
通过选用优质的光纤和光器件、使用低损耗的光纤连接器、采用光纤放大器和光纤衰减补偿器、提高光纤端面与光源端面的匹配度、限制光纤曲率半径、修复磨损光纤等方式来减小光纤传输损耗，从而提高传输效率和网络性能。
在今后的光纤传输技术发展中，应该不断探索和创新，寻找更加有效的解决方案，进一步提高光纤传输的性能和可靠性。
光纤光学-光纤损耗
宏弯损耗
• 光纤的曲率半径比光纤直径大的多的弯 曲（宏弯）引起的附加损耗，主要原因 有：路由转弯和敷设中的弯曲；光纤光 缆的各种预留造成的弯曲（预留圈、各 种拿弯、自然弯曲）；接头盒中光纤的 盘留、机房及设备内尾纤的盘绕等。
弯曲损耗的利用
• (1)模式过滤器：过滤就是对高级模式的去除， 只要弯曲一下，光纤就可以作为模式过滤器。
光纤和光源的耦合损耗
光源： • 半导体激光器 LD • 半导体发光二级管 LED 耦合方法： • 直接耦合 • 加透镜耦合
半导体激光器
• 发光特点 半导体激光器的发光区是窄条形的发光 区域，它的发光区域很薄，只有大约0.3 μm。半导体激光器的发光强度在其谐振 腔内中的谐振腔外部的空间按一定的规 律分布。半导体激光器发射的光束的强 度分布在空间上是不对称的，它所发射 的光的远场图形是一种细长的椭圆果光纤弯曲的曲率半径太小，将引起光的传 播途径的改变，使光从纤芯渗透到包层，甚至 有可能穿过包层向外渗漏。在正常情况下，光 在光纤里沿轴向传播的常数卢应满足：n2k0< β< n1k0。当光纤弯曲时，光在弯曲部分中进行 传输，要想保持同相位的电场和磁场在一个平 面里，则越靠近外侧，其速度就会越大。当传 到某一位置时，其相速度就会超过光速，这意 味着传导模要变成辐射模，所以，光束功率的 一部分会损耗掉，这也就意味着衰减将会增加。
微弯损耗在检测与自控技术中的应用
(1)光纤微弯及多圈螺旋式传感器 • 光纤微弯可有多种弯曲变形形式，当被测物受
到外界影响时，光纤发生弯曲变形，通过检测 光纤内传输的光功率变化量而定出被测量。为 了提高灵敏度，将微弯曲传感光纤做成多圈螺 旋管状，图2所示是一种小位移微弯传感器结 构，位移较小时，测量板的位移量与光纤传输 的光功率变化基本上成线性关系。 • (2)齿条式传感器 • 3)结合OTDR，利用微弯损耗可以准确找出光纤 接续点，确定光纤序号，判定高损耗点等。
光纤损耗的原因
光纤损耗的原因第一篇：光纤损耗的原因光纤损耗的原因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。
这说明光纤中有某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。
只有降低光纤损耗，才能使光信号畅通无阻。
2、光纤损耗的分类光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条件造成的附加损耗。
具体细分如下：光纤损耗可分为固有损耗和附加损耗。
固有损耗包括散射损耗、吸收损耗和因光纤结构不完善引起的损耗。
附加损耗则包括微弯损耗、弯曲损耗和接续损耗。
其中，附加损耗是在光纤的铺设过程中人为造成的。
在实际应用中，不可避免地要将光纤一根接一根地接起来，光纤连接会产生损耗。
光纤微小弯曲、挤压、拉伸受力也会引起损耗。
这些都是光纤使用条件引起的损耗。
究其主要原因是在这些条件下，光纤纤芯中的传输模式发生了变化。
附加损耗是可以尽量避免的。
下面，我们只讨论光纤的固有损耗。
固有损耗中，散射损耗和吸收损耗是由光纤材料本身的特性决定的，在不同的工作波长下引起的固有损耗也不同。
搞清楚产生损耗的机理，定量地分析各种因素引起的损耗的大小，对于研制低损耗光纤合理使用光纤有着极其重要的意义。
3、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。
光纤的损耗和色散ppt课件
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柔性光纤的优点
对光的约束增强 在任意波段均可实现单模传输：调节空气孔径之间的距离 可以实现光纤色散的灵活设计 减少光纤中的非线性效应 抗侧压性能增强
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光纤损耗的度量
光信号在光纤中传播时，其功率随距离L的增加呈指数衰减：
可以通过损耗系数来Po衡ut量Pin光e纤L 链路的损耗特性：
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模内色散 - 群速度色散 (GVD)
信号分量的群速率是频率/波长的函数：
即不同的频率分量v间g 存dd在群时dd延 差1。信号在传输了距离L后，
频率分量经历的延时为：
T L L d
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光纤的损耗
主要内容
色散及其引起的信号失真
单模光纤的色散优化
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3.2 色散引起的信号失真
光信号包含不同的频率、模式、偏振分量
光源输出有一定谱宽： 100 KHz~10 MHz 信号具有不同的频谱分量
f
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色散的定义
色散使信号不同的成分传播速度不同，使信号在目的端产生 码间干扰，给信号的最后判决造成困难
基本损耗
宏弯损耗
微弯 损耗
长波长处附加损耗显著
V2 an1 2n2 21/22 aNA
2 W 0 2 a 0 . 6 1 . 6 5 V 3 1 / 2 2 . 8 9 V 6 7
增加，V减少，W0越大
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宏弯带来的应用局限：Verizon的 烦恼
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
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
演示文稿第八讲光纤的损耗
1.4 .1 .3 .2 衰减机理（一）
光的吸收通常是在光纤构成物质的原子、分子、离子或电 子的各量子化的固有能级间产生，如果光波长满足下式：
hc /(E2 E1 )
则光纤发生光饱和吸收现象。由此可见，当波长满足一定条件 时，便会发生光吸收。光吸收是指光能转换成光纤物质结构中 的原子（分子、离子或电子）等跃迁、振动、转动能量或是转 换成动能而产生的光能量变换的现象。这种吸收损耗具有可选 择性，即对波长的可选择性。
L
— 光纤长度
2
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1.4 .1 .3 光纤的衰减特性
1.4.1.3.1 基本概念
通常，对于均匀光纤来说，可用单位长度的衰减，即
衰减系数反映光纤的衰减性能的好坏。衰减系数α(λ)定
义为：
A
/
L
10
log
P1 P2
L
式中：L—光纤长度(km)。 α(λ)值与选择的光纤长度无关。
10
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衰减的原因
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衰减的原因
红外吸收（IR）是光通过SiO2构成的石英玻璃时
引起SiO2分子振动共振EV、外层电子跃迁Ee、转动
跃迁Er和转换成动能Et引起的光能被吸收现象， 起主要作用的是分子振动共振。
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1、本征吸收衰减 SiO2中主要光谱频带的理论标准模式如下：
过程中随机的无序热运动引起其结构内部的密度和折射率起伏并 产生诸如气泡、杂质、不溶性粒子、晶体结构缺陷等材料内部不 均匀结构，致使光波在光纤内传播时遇到介质不均匀或不连续的 界面状态时，在界面上发生光的折射，会有一部分光散射到各个 方向，不再沿光纤的芯轴向前传播，这部分光能不能被传输到光 纤输出终端，在中途将被损耗掉，而产生散射现象，由这种原因 产生的散射损耗是由材料自身存在的缺陷而引起，所以它被称为 本征材料散射损耗或线性散射损耗。
光学信号传输衰减评估公式
光学信号传输衰减评估公式引言光学信号传输是一种常见的数据传输方法，它通过光纤将光信号传送到目标位置。
然而，在光学信号传输的过程中，信号会经历衰减，这可能会影响传输的质量和距离。
因此，对光学信号传输的衰减进行评估是非常重要的。
衰减公式在光学信号传输中，衰减是由于光信号在光纤中传播过程中丢失了能量而引起的。
光在光纤中的衰减通常用单位长度衰减来描述。
常见的单位有dB/km。
下面是一种常用的光学信号传输衰减评估公式：衰减(dB) = 损耗因子(dB/km) ×距离(km)这个公式利用了损耗因子和传输距离之间的乘法关系，可以用来估计光学信号在传输过程中的衰减情况。
损耗因子损耗因子是一个衡量光纤中衰减程度的参数，它表示信号在光纤中传输每经过一公里距离会损失多少dB的能量。
不同光纤的损耗因子可能不同，普通单模光纤的损耗因子通常在0.2-0.4 dB/km之间。
具体的数值可以根据光纤的材料和制造工艺来确定。
应用举例假设我们使用一根损耗因子为0.3 dB/km的单模光纤进行信号传输，传输的距离为10 km。
根据上述的衰减评估公式，我们可以计算出衰减值为：衰减 = 0.3 dB/km × 10 km = 3 dB这意味着在10 km的传输距离内，信号会损失3 dB的能量。
结论光学信号传输衰减评估公式是对光学信号传输中衰减情况进行评估的重要工具。
通过该公式，我们可以估计光信号在传输过程中的衰减程度，并据此做出相应的调整和优化。
对于光学通信等领域来说，了解和掌握这个公式对于保证传输质量和距离是非常重要的。
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