光纖中光的傳播和兩個傳輸特性

2020-11-23 OFweek光電新聞網

  1、光在光纖中的傳播

  對於階躍折射率光纖,由於纖芯和包層的折射率分布有明顯的分界,光波在纖芯和包層界面的交界面形成全反射,並且形成鋸齒形傳輸途徑,引導光纖芯向前傳播。

  對於漸變折射率光纖,由於在其界面上折射率是連續變化的,軸中心的折射率最大,沿纖芯半徑方向折射率按拋物線規律減小,在纖芯邊緣的折射率最小,因此光波在纖芯中產生連續折射,形成穿過光纖軸線的類似於正弦波的光折射線,引導光波沿纖芯向前傳播。

  2、損耗和色散是光纖最重要的兩個傳輸特性,它們直接影響光傳輸的性能。

  (1)光纖傳輸損耗:損耗是影響系統傳輸距離的重要因素之一,光纖自身的損耗主要有吸收損耗和散射損耗。

  吸收損耗是因為光波在傳輸中有部分光能轉化為熱能。

  散射損耗是因為材料的折射率不均勻或有缺陷、光纖表面畸變或粗糙造成的。

  當然,在光纖通信系統中還存在非光纖自身原因的一些損耗,包括連接損耗、彎曲損耗和微彎損耗等。這些損耗的大小將直接影響光纖傳輸距離的長短和中繼距離的選擇。

  (2)光纖傳輸色散:色散是光脈衝信號在光纖中傳輸,到達輸出端時發生的時間上的展寬。

  產生的原因是光脈衝信號的不同頻率成分、不同模式,在傳輸時因速度不同,到達終點所用的時間不同而引起的波形畸變。

  色散結果:這種畸變使得通信質量下降,從而限制了通信容量和傳輸距離。

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