光纤衰减测量 PP讲义T课件
光纤通信第五章_光纤线路技术及器件光衰减器PPT课件
批量生产:用硅微加工工艺在一片硅片上可同 时制造成百上千个,成本大大降低生产。
集成化:可以把不同种类传感器或执行器集成 于一体,形成微传感器阵列、微执行器阵列。
多学科交叉:涉及电子、机械、材料、制造、 信息与自动控制、物理、化学和生物等学科。
基于磁光效应光开关
机械式光开关
通过机械运动实现不同光纤端口之间的 相对连接,解决的办法是相对移动光纤 或相对移动光学元件。
液晶光开关
液晶是一种介于固态和液态之间的物质,它 具有光学各向异性晶体所特有的双折射性。 液晶分子有较强的电偶极矩,在外电场作用 下易于极化;其分子间的作用力比固体弱, 容易呈现各种状态,而且多数在介电常数、 折射率、磁化等方面显示出较大的各向异性。 因此,通过微小的外部能量——电、磁、热 等就能实现分子状态间的转变,从而引起它 的电、光、磁的物理性质发生变化。
这种光折变效应主要发生在近紫外波段
最初光致折射率变化出现在掺锗光纤中, 后来研究发现,具有光敏特性的光纤种 类很多,有些是掺磷或硼,并不一定都 掺杂,只是掺杂光纤的光敏特性更明显。 有时根据需要为了加大折射率的变化程 度,就会选用高掺杂的光纤。
折射率的永久性改变
与掺杂锗的浓度基本上成正比关系,与 所用的紫外光源类型及照射到材料上的 能量密度有关
1N MEMS Switch
微反射镜
光纤耦合器(Optical fiber coupler)
能使传输中的光信号在特殊结构的耦合区 发生耦合,并进行再分配的器件。在耦合 的过程中,信号的波谱成分没有发生变化, 变化的只是信号的光功率。
从端口形式上分:X形(22)、Y形(12)、
光纤传输特性的测量.ppt
2. 后向散射法同样适用于单模光纤的衰减测量,此外,它 在研究两路光传输的互相串扰或光纤陀螺仪的灵敏度时 也是很有用处的。
缺点:
1. 无法控制后向散射光的模式分布;
2. 对光纤的非均匀性很敏感。
包括光纤传输特性测量和基本参数的测量。 光纤传输特性测量即光纤的衰减测量和光纤的色散测量。 本节重点要求: 1. 掌握基准测试方法和替代测试方法的概念; 2. 理解测定光纤的三种测试方法:切断法、插入损耗法和后 向散射法; 3. 了解光纤色散测量的两种方法:相移法、脉冲时延法。 §10.1.1 光纤衰减测量 §10.1.2 光纤色散测量
1km)的衰减叫做衰减系数:
(10-2)
光纤的衰减系数是一个与长度无关的参数。 下面主要以原CCITT建议的测试方法为基本内容,介绍 基准测试方法(RTM)和替代测试方法(ATM)。 • 基准测试法(RTM):
是严格按照光纤某一给定特性的定义进行的测试方法; • 替代测试法(ATM):
是在某种意义上与给定特性的定义相一致的测试方法。
光源
探测器
图10-5 时域法测量原理图
图10—6
脉冲时延法:是通过测定不同波长的窄光脉冲经过光 纤传输后的时延差d,直接由定义式得出光纤色散系 数的一种方法。
按采用的光源来分,主要有两种装置: 一种是采用喇曼光纤光源(Raman fiber source); 另一种是用一组激光器作光源,通过变换激光器的方
优点:
不如切断法的精确度高。但这种测试方法是非破坏 性的,所以测量简单方便,很适合于工程、维护使用。
缺点:
插入损耗法的测量精确度和重复性要受到耦合接头 (或连接器)的精确度和重复性的影响。
光纤的基本特性及测试全PPT课件
直接比较法:是用图7.2.2所示的装置
图7.2.2 双接收器比较法示意图
SP必须为中性分数 器,因为一般的多 模分束器只对某一 波长某一角度21的入 射光起作用
R和t分别为分束器的反射光量和透射光量(R+t=100%),并 且R和t不随波长而改变。如果接收器A和B所接收到的光通量分
别为 I 和A I,B 则光纤的损耗为:
1L0Log
P1 P2
1光源;2光纤注入系统;3待测光纤; 4光纤探测器
截断法测量聚合物光纤损耗原理
23
7.2.2 背向散射法
在光纤中不可避免地存在着由于折射率或物质不均 匀而产生的瑞利散射。瑞利散射光的特点是散射光 波长与入射光波长相同,散射光功率与该点入射功 率成正比
背向散射法:如果入射端注入一个大功率窄脉冲信 号。设法有效地接收这一背向散射信号,则可以 从中得到光纤的衰减系数。
在光纤中,色散有如下几种: (1)材料色散( )。这就是材料本身的折射率随频率而变,
于是,不同频率的光波传输的群速度不同,由于这个原因所产生 的色散叫做材料色散。这种色散在单模中占主要地位。
(2)多模色散( m )。它是由于传输的各模之间的群速度
不同所引起的色散,这种色散仅出现在多模光纤中,又称
前言
光纤的基本特性
光纤几何参数: 1.纤芯、包层直径、不园度、偏芯率 2.数值孔径 3.折射率分布
光纤物理参数: 1.损耗 2.色散 3.偏振、双折射
4
光学几何参量测量: 1.数值孔径:
N.A.n0sinm
2.折射率分布: (一)反射法:
P消除杂散光
5
(二)干涉法:
n n2 1gR 4R
n N t
110lg IA gt
光纤衰减测量.ppt
光纤的基本原理 光纤系统转换器和元件连接 光纤衰减测量 光纤色散测量 光纤传感器基本原理
第六章 第七章 第八章 第九章
光纤机械量传感器 光纤热工量传感器 光纤电磁量传感器 医用光纤传感器
第三章
光纤衰减测量
衰减是光纤传输特性的重要参量,它的
测量是光纤传输特性测量的重要内容之一。 衰减直接影响光纤的传输效率。对通信应用 的光纤,低衰减特性尤为重要。
3.3 剪断法
光纤损耗测量有两种基本方法:一种是测量通 过光纤的传输光功率,称剪断法和插入法;另 一种是测量光纤的后向散射光功率,称后向散 射法。
3.3.1. 剪断法原理
光纤衰减和光纤衰减系数
A 10 p a lg 1 ( dB /Km ) L L p 2
式中, L为被测光纤长度 (km) , P1 和 P2 分别为输入光功 率和输出光功率(mW或W)。
乾淨清潔的端面
髒污的端面
損壞的端面
可調式光衰減器
模擬光衰減,可用於製造,或電信.
接收端需裝置幾dB固定式光衰減器,使其於在最佳 的光功率下工作.
3.5 背向散射法
瑞利散射光功率与传输光功率成比例。利用与 传输光相反方向的瑞利散射光功率来确定光纤损耗 系数的方法,称为后向散射法。
用后向散射法的原理设计的测量仪器称为光时域反射 仪(OTDR)。这种仪器采用单端输入和输出,不破坏光纤, 使用非常方便。 OTDR 不仅可以测量光纤损耗系数和光纤
To Power Meter End
Power meter
光源 A
光源 B
Power meter
光纖顯微鏡
測試光纖接頭是否乾淨,可放大至400倍.當傳輸 速率愈來愈快,565Mb/s2.5Gb/s 10Gb/s 40Gb/s,如果光纖接頭不乾淨,將會影響傳輸的 品質.
光纤衰减测量方法
光纤衰减测量方法嘿,朋友们!今天咱们来聊聊光纤衰减测量这事儿,就像探索一个神秘的魔法世界一样有趣呢。
你可以把光纤想象成一条超级高速公路,只不过在这条路上跑的不是汽车,而是光精灵。
而光纤衰减呢,就像是光精灵在这条路上跑着跑着累了,或者是路上有些小怪兽(杂质之类的东西)把它们的能量给吸走了一部分。
那我们怎么知道光精灵到底损失了多少能量呢?这就需要测量啦。
有一种方法叫剪断法,这名字听起来是不是有点粗暴?就好像是抓住光纤这个小蛇,然后“咔嚓”一下剪断它的尾巴,看看光精灵在尾巴这截儿到底少了多少。
这就好比是你在一个装满水的水管中间剪断,看看流出来的水少了多少流量一样,只不过咱们这儿是光的流量。
还有插入损耗法呢。
这个方法就像是给光精灵设置了一个小关卡,让它们穿过一个特殊的装置。
这个装置可能就像一个贪吃的小怪物,光精灵穿过它的时候,它就会偷偷吃掉一点光精灵的能量。
我们通过观察光精灵进去之前和出来之后的变化,就能算出光纤的衰减啦。
然后是背向散射法,这个可就更神奇啦。
就像是在光精灵奔跑的路上放了一个小镜子,光精灵跑着跑着撞到镜子上,一部分就会反射回来。
我们就像超级侦探一样,根据反射回来的光精灵的情况,判断出在整个光纤旅程中,光精灵到底遭遇了多少“不测”,也就是光纤的衰减程度。
在测量的时候啊,那些仪器就像是魔法棒一样。
操作人员就像魔法师,拿着魔法棒在光纤这个神秘的魔法世界里施展魔法,探寻光精灵的秘密。
有时候,测量就像在黑暗中找一颗小小的钻石。
光纤很细很细,光精灵的变化又很微妙,就像那钻石的光芒很微弱一样,需要我们非常细心地去捕捉。
而且,测量过程中的误差就像调皮的小捣蛋鬼,总是时不时地冒出来捣乱。
可能是环境这个大怪兽在搞鬼,温度啊、湿度啊,就像大怪兽呼出的气息,影响着光精灵的旅程。
不过呢,只要我们像超级英雄一样,掌握好各种测量方法,就能准确地测量出光纤衰减,让光精灵在光纤高速公路上跑得更顺畅,就像给光精灵们开辟了一条最完美的跑道,让它们带着信息以最快的速度抵达目的地,就像超级快递员一样迅速又准确呢。
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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20
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
22
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
光纤的基本特性及测试全PPT课件
P 式中 c o m n , P c l d m , P t m n 为某模式(m,n)在
纤芯、包层中和总的功率流。
在前面仍然考虑包层是无穷的,功率一分为二,一部分在纤芯 里传输,另一部分在包层里传输。虽然实际上并非如此,但一般 在包层的边缘上电磁场已衰减到很小,所以这个近似还是可以的。
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rC1exp(C2R) (7.1.3)
式中 r 为弯曲产生的衰减系数C1,
C2是常数,与曲率半径无关。衰减与
曲率半径R的关系表现在指数函里。
途中x>R+xr的区域为阴影区,代表 相速超过光速,成为辐射的区域。
图7.1.1 弯曲波导
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仍以薄膜波导为例,假设厚度为1.18μm,波 长为0.63μm,折射率之差0.001时(它用作 单模传输,第二个模式在厚度4×1.18μm时产 生),xr≈16,C1为104,C2为100;在 R=18cm时,衰减为8.68dB/m。如果R增大 一倍,则衰减将减exp(200)≈1/6.5×107,
前言
光纤的基本特性
光纤几何参数: 1.纤芯、包层直径、不园度、偏芯率 2.数值孔径 3.折射率分布
光纤物理参数: 1.损耗 2.色散 3.偏振、双折射
4
光学几何参量测量: 1.数值孔径:
N.A.n0sinm
2.折射率分布: (一)反射法:
P消除杂散光
5
(二)干涉法:
n n2 1gR 4R
n N t
射率
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掺杂不均匀引起的散射:也属于物质的本征散射。
浓度的不均匀性的散射:所用的玻璃中有些含有几种氧化
物,以改变折射率。而氧化物浓度的不均匀性或起伏,也会
引起散射,产生损耗。
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。
光纤的弯曲损耗抗弯曲光纤标准G及试验PPT课件
➢ G.657A 与 G.652 光 纤 完 全 兼 容 , 可 用 于 O 、 E 、 S 、 C 、 L 带 ( 1260~1625nm),其传输指标和连接性能与G.652D光纤相同,其实 是一种“改进型G.652光纤”,这种光纤只对G.652光纤进行了少量的 修改,例如弯曲损耗、弯曲半径、寿命、几何尺寸容差等。 ➢ G.657B与G.652光纤不兼容,其设计的主要目的是用于1310、1550 、1625nm波长上的室内短距离传输。
一、光纤弯曲损耗的理论和计算
从式(1)、(2)、(3)可以得到: ➢ 按G.652光纤通常的应用条件,即λ=1550nm, λcf=1300nm,再取Δ=0.65%,R=15mm,计算得到弯曲损耗
αc=0.054dB/m,折合每弯曲10圈宏弯损耗为0.051dB。
➢ 再取R=10mm,计算得到弯曲损耗αc=6.13dB/m,折合每
190
(n…m……)………….(7)
光缆结构的松紧也影响截止波长(主要是由于引起微弯),一般而言,对 于同一种光纤,松套光缆截止波长降低较小,带状光缆次之,紧套光纤成缆 后其截止波长降低最大[2]。表2给出了试验结果。
表2 光纤光缆截止波长数据统计平均值
光缆结构 松套光缆
光纤λcf (nm) 光缆λcc (nm)
SG15 Q5/15经讨论得出结论:对于用在测试尾纤和设备中的光纤,建议 采用弯曲性能已经改进的光纤,其受大功率而损坏的情况会因此改善。
四、最新的抗弯曲光纤标准G.657介绍
在ITU建议L.13:“无源光接点的性能要求:在室外环境的接头密封”中, 5.3.1节有下述规定:
光纤的损耗和色散PPT47页
61、奢侈是舒适的,否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学,如日出之阳;壮而好学 ,如日 中之光 ;志而 好学, 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也,匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里,与其说好 的教师 是幸福 ,不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战,就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
谢谢!
光纤的损耗和色散
1、纪律是管理关系的形式。——阿法 纳西耶 夫 2、改革如果不讲纪律,就难以成功。
3、道德行为训练,不是通过语言影响 ,而是 让儿童 练习良 好道德 行为, 克服懒 惰、轻 率、不 守纪律 、颓废 等不良 行为。 4、学校没有纪律便如磨房里没有水。 ——夸 美纽斯
5、教导儿童服从真理、服从集体,养 成儿童 自觉的 纪律性 ,这是
