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纤维光学光导
光纤的损耗及衰减

March 16,2019.

【传输损耗】

光或光信号通过单位长度的光纤传输时,其光功率衰减的程度称为传输损耗,它是表征光纤传输特性的一个重要参数,光纤传输损耗包括固有损耗(intrinsic loss)和非固有损耗(extrinsic loss),固有损耗又称本征损耗,非固有损耗又称非本征损耗。

固有损耗包括固有吸收损耗(intrinsic absorption loss)和瑞利散射损耗(rayleigh scattering loss), 其中固有吸收损耗包括Si-O、C-X键(如C-H、C-D和C-F等)、氮氢N-H键和碳氧C=O键等的谐波振动产生固有吸收损耗。

非固有损耗又称非本征损耗,非固有损耗包括因吸收水、含有重金属及有机杂质而产生的吸收损耗和因存在灰尘及不完善的波导结构而产生的非固有散射损耗,这种损耗同传输波长无关。


【吸收损耗】

光纤传输光因吸收而造成的损耗称吸收损耗,它包括固有吸收损耗、杂质吸收损耗和原子缺陷吸收损耗,其中杂质吸收损耗是一种非固有损耗。


【散射损耗】

光纤传输光因光散射造成的损耗称散射损耗,它多是由传输介质的不均匀性或反射界面的粗糙或不平整产生的,散射损耗包括瑞利散射损耗、米氏散射损耗、受激喇曼散射损耗、受激布里渊散射损耗和波导散射损耗。


【弯曲损耗】

光纤因弯曲导致传输光辐射出光纤而产生的损耗称弯曲损耗,影响光纤弯曲损耗因素包括光纤材料、光纤直径及其数值孔径NA等,在相同弯曲条件下,数值孔径NA越大的光纤,其允许的弯曲半径越小,聚合物光纤比石英光纤有更小的弯曲半径,弯曲损耗包括宏弯损耗(macrobend loss)和微弯损耗(microbend loss)。


【光谱损耗曲线】

在纤维光学中,光纤传输损耗与光纤传输波长的关系曲线称为光谱损耗曲线,又称衰减光谱曲线(attenuation spectral curve),它是表征光纤传输特性的重要曲线,光纤光谱损耗曲线通常是采用光纤光谱仪测试的。


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