光纤通信论文

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光纤通信技术论文

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光纤通信技术论文光纤通信技术的出现,实现了数据的高速率,大容量的通信,下面是店铺整理了光纤通信技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!光纤通信技术论文篇一浅议光纤通信技术摘要:光纤通信技术的出现,实现了数据的高速率,大容量的通信,随着通信技术的快速发展,光纤通信的应用范围将更加广泛,其相关技术的发展也将受到更广泛的关注。

文章通过论述光纤通信技术的概念,优点,以及光纤通信相关技术的发展,对光纤通信技术的相关知识进行了概述。

关键词:光纤通信;通信系统;优点;发展随着科学技术的迅猛发展,通信领域内的各种新型技术悄无声息的进行着演化,光纤通信技术的出现给通信领域带来了一场革命,使利用光纤作为传输媒介实现光传输变为了现实,实现了高速率,大容量的数据通信,光纤通信因此得到了业内人士的青睐,得到了快速的发展。

经过半个世纪的研发,光纤通信技术应用于生活中的各个领域,但就目前的光纤通信技术而言,人类开发的仅是其潜在能力的5%左右,仍有巨大的潜力等待开发,因此光纤通信技术的应用前景将十分广阔,光纤通信技术将向更高水平,更深层次发展。

1 光纤通信技术概述光纤通信技术,即利用光波作为信息载体,使用光导纤维作为传输媒介进行信号传输,达到信息的传递,其中光导纤维由纤芯,包层和涂层组成,利用纤芯和包层的折射率不同,实现光信号在纤芯内的全反射进一步实现光信号的传输。

从原理上看,光纤通信系统由光源,光发射机,光纤,光接收机和光检波器构成,光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统,其中数字光纤通信系统应用更为广泛,所有数字光纤通信系统都是以一连串的“0”和“1”组成的比特流方式进行通信。

数字光纤通信系统的原理是,在信号的发送端将所要发送的信息进行A/D转换,利用转换后的数字信号调制光源器件,经调制后的光源器件会发出携带信息的光波,即当数字信号为“1”时,光源器件发送一个光脉冲,当数字信号为“0”时,光源器件不发送脉冲,光波经光纤传输后到达接收端,在接收端,光接收机通过光检波器检测所需信号,再进行D/A转换,恢复为原来的信息,完成信息的一次传递。

光纤通信相关论文范例与现代光纤通信传输技术的应用相关论文答辩

光纤通信相关论文范例与现代光纤通信传输技术的应用相关论文答辩

光纤通信相关论文范例与现代光纤通信传输技术的应用相关论文答辩【摘要】光纤技术的发展与在传输技术中的应用,使得现代化通信技术呈现出方便快捷的特点,在很大程度上满足了人们在日常的生产及生活活动中对即时、高频率、大容量的通信需求,本文就此阐述光线通信传输技术的应用。

【关键词】光纤通信,通信传输,技术应用光纤通信技术自问世以来,因为其特殊的物理特点,而具有较大的通信容量并且传输距离长、资源丰富并且抗干扰能力强等特点,而广泛应用于各种通信网络,包括、广播、电视及计算机网络等领域,以满足人们日益增加的广泛的生活和业务需要。

一、光纤通信传输技术的特点1、频带宽,通信容量大光纤与传统的传输媒介带宽相比,光纤的带宽远比传统的大。

在只有一个单波长的光纤通信系统中,由于存在终端设备的制约,使得光纤带宽大的优点不能够充分的发挥。

通过采用光纤数据传输技术,能够将这个问题解决。

频带宽对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义,否则,不能够满足未来宽带综合业务数字网发展的需要。

2、损耗低,中继距离长目前实用石英光纤的损耗可低于0。

2dB、km,比其它任何传输介质的损耗都低,若将来采用非石英系极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降至10~9dB、km。

由于光纤的损耗低,所以能实现长距离中继,这说明建设光纤通信系统能够减少通信系统建设的成本,对提高通信系统的可靠性和稳定性有特别的意义。

3、抗电磁干扰光纤是绝缘体材料,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰,还可以与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。

这一特性在军事领域和电气领域有很大的用途。

4、无串音干扰,保密性好传统的通信系统中,载体所携带的信息很容易被窃听,并且泄露出去,所以传统的通信系统在对信息的保密工作上做得不好。

光波在光缆中传输,干扰的现象不会发生,很难从光纤中泄漏出去,即使在转弯处,弯曲半径很小时,漏出的光波也十分微弱,若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好,这样,即使光缆内光纤总数很多,也可实现无串音干扰,在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。

光纤通信概述通信原理论文(一)

光纤通信概述通信原理论文(一)

光纤通信概述通信原理论文(一)光纤通信概述通信原理论文光纤通信是一种传输信息的方法,通过利用光纤传输光的方式来传输信息。

相较于传统的电缆传输方式,光纤传输方式有着更高的传输速度和更大的传输容量,因此已经被广泛应用于很多领域之中。

光纤通信的传输原理由两部分构成:信号的传输和光波的传输。

信号的传输是指电子信号通过光纤中的信号处理器进行数字化,然后通过调制器将其转换为光信号。

光信号的传输是指在光纤中的光信号的传输。

这两部分共同构成了光纤通信的传输原理。

光纤通信的传输速率是指可以在单位时间内传输的数据量。

它的速率一般用每秒钟传输的比特数(bps)来表示。

光纤通信的传输速率很高,可以达到1Gbps或更高。

由于传输速率越高,传输的数据量越大,因此光纤通信的传输容量也很大。

光纤通信的传输容量是指在单位时间内可以传输的最大数据量。

传输容量决定了光纤通信可以传输多少数据,传输速率决定了将这些数据传输到目的地所需的时间。

光纤通信主要有两个部分构成:发送端和接收端。

发送端是指发送信息的终端设备,它通常由一个数字到模拟转换器、一个调制器和一个激光二极管组成。

接收端是指接收信息的终端设备,它通常由一个接收器和一个放大器组成。

在光纤通信中,发送端的任务是将信号转换为光信号,并将其通过光纤发送到接收端。

接收端的任务是收集光信号并将其转换为电信号,然后将其发送到接收端的终端设备。

总的来说,光纤通信是一种高速、高容量的通信方式。

它的传输原理由信号的传输和光波的传输构成,传输速率和传输容量都很高。

通过发送端和接收端的协调工作,光纤通信可以将信息准确、快速地传输到目的地。

随着技术的不断改进,光纤通信在未来的通信领域中有着广阔的发展前景。

光纤通信工程本科毕业论文

光纤通信工程本科毕业论文

光纤通信工程本科毕业论文光纤通信传输技术的发展为电力通信带来了很大的改变,光纤通信技术的发展对完善电力通信系统有重要的作用。

下文是店铺为大家搜集整理的关于光纤通信工程本科毕业论文的内容,欢迎大家阅读参考!光纤通信工程本科毕业论文篇1浅析光纤通信技术应用及发展光纤通信技术在我国的发展才刚刚开始起步,还需要许多的地方需要改进。

但是,随着光纤通信技术的发展,光纤通信技术所应用到的范围也越来越广泛。

因此,当前的社会是离不开光纤通信技术的。

本文将会从新形势下光纤通信技术应用及发展分析为题,分别从光纤通信技术的应用、光纤通信技术未来的发展趋势两个方面对此进行探讨。

希望本文可以对我国光纤通信技术的发展起到帮助作用。

一、光纤通信技术的应用由于当前在全球范围之内都已经步入了网络化、信息化的社会。

所以网络对于人们越来越重要。

而光纤通信技术对于网络化、信息化的发展具有不可忽视的作用。

光纤通信技术已经渗透到了我们生活的方方面面。

包括光纤通信技术在电力通信网中的应用、光纤通信技术在广播电视网中的应用、光纤通信技术在电线干线传输网中的应用。

下面,我们就一一为大家介绍光纤通信技术在这几个领域的应用。

(一)光纤通信技术在电力通信网中的应用光纤通信技术在电力通信网中的应用极大的改善了我国供电网络的环境,改善了我国电力网络不稳点的问题。

那么,光纤通信技术为什么会被应用到电力通信网中。

这主要是因为光纤通信技术拥有了诸多的优点,这些优点对电力通信网的发展具有重要的作用。

因此,目前我国的电力通信网正在朝着光纤的方向发展下去。

光纤通信技术在电力通信网中的应用也是最为广泛的。

目前光纤通信技术在电力通信网中的应用已经形成了一套系统的、完善的体系。

近几年来光纤通信技术在电力通信网中的应用受到了社会各界的广泛好评,越来越受到人民的欢迎。

(二)光纤通信技术在广播电视网中的应用光纤通信技术出了广泛的应用于电力通信网中,在广播电视网中的应用也是非常广泛的,同时也是非常重要的,是值得我们去认真研究的。

光纤传输通信及设备论文

光纤传输通信及设备论文

光纤传输通信及设备论文光纤传输通信及设备论文光纤传输通信及设备论文【1】【摘要】光纤传输通信已经成为现代通信的主要支柱,在现代的通信网络中有着举足轻重的作用。

光纤传输成为了这些年来新兴的技术,因为它自身的方便和快捷的特点,引起了广大人民的欢迎。

但是,光纤通信和传输技术仍然存在问题,光纤作为一种传输的媒介,为光的传输提供了比较庞大且廉价的电信网络能够支持比较大体积和距离的传输。

所以,对我国光纤通信与传输技术的发展有着深远的影响。

【关键词】光纤传输;通信;设备目前,人类社会已步入信息时代,信息的价值也体现得越来越明显,深处信息的时代谁掌握有用的信息,谁就能够在竞争中取胜。

随着信息量的增大,传输设备显然就成为了一个突破口。

在这种条件下,以光纤为主要代表的光纤传输通信和设备技术已经相应产生,光纤传输设备比传统的模式拥有巨大的容量和速度。

近年来,通过科技人员的研究,光纤传输通信技术在应用方面有很大的进步。

一、光纤传输通信及设备的发展现状(一)传输性并不理想目前,在光纤传输通信网光缆的线路中大多数采用的是G·652这种常规性的单模光纤,这种光纤对于1.55微米的波长,尽管产生的损耗相对较少,但是色散值比较大,大约18pa/(nm·km),所以,很显然这种常规性的单模光纤运用在1.55微米波长时传输性是不理想的。

为了有效的达到越来越大的信息体积以及长距离的运输,应该使用低损耗的和低色散的单模光纤。

色散位移光纤为零时和掺饵光纤放大器进行混合使用时因为光纤的非线性产生的四波混频,会影响WDM的正常应用,这也就表明,光纤色散为零对WDM很不利。

(二)光纤通信系统所使用的光学器件需要改进近几年为了适应WDM系统的要求,我们开始研制多波长光源的器件,它大部分是把多路的激光管陈列排开,连接着一个星型耦合器能够制成混合的集成光组件。

对于光纤通信系统的接收端机,它的光电监测器以及前置放大器,大多数是向高频率或者是宽频带响应的方向进行发展,PIN光电二极管接受改进之后仍然可以符合需求,最近几年据报道发明了一种以行波式进行分布的光电检测器,它对1.55微米的光波可以检测的3db频率带宽能够达到78GHz。

光通信技术论文

光通信技术论文

光通信技术论文光通信是一种利用光波作为载波在自由空间中直接进行通信的一种方式,下面是店铺整理了光通信技术论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!光通信技术论文篇一无线光通信技术摘要:随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。

在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。

但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里",如果铺设光缆,不仅花费大而且耗时;许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题,但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照,不仅要使用户支付大量的频率占用费,而且申请也要花费数月的时间。

关键词:高速率数据传输系统构成随着信息化社会的到来,通信技术也得到了日新月异的发展。

在过去的几年中,人们对传输速率的要求越来越高,使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增,光纤通信因为能传输高速率的数据,成为广域通信网的骨干网络,如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。

但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里",如果铺设光缆,不仅花费大而且耗时;许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题,但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照,不仅要使用户支付大量的频率占用费,而且申请也要花费数月的时间。

无线光通信因为无需频率申请,机型小方便架设,能够简单的解决最后一英里的问题,为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。

无线光通信可在以下一些范围发挥重要作用:·可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份;·可以应用于移动通信基站间的互连,无线基站数据回传;·应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入;·不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方;·在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合;·用于企业内部网互连和数据传输。

光纤通信原理论文

光纤通信原理论文

光纤通信原理论文第一篇:光纤通信原理论文光纤通信原理论文浅谈掺铒光纤放大器光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

掺铒光纤是在石英光纤中掺入了少量的稀土元素铒(Er)离子的光纤,它是掺铒光纤放大器的核心。

从20世纪80年代后期开始,掺铒光纤放大器的研究工作不断取得重大的突破。

WDM技术、极大地增加了光纤通信的容量。

成为当前光纤通信中应用最广的光放大器件。

光纤放大器是光纤通信系统对光信号直接进行放大的光放大器件。

在使用光纤的通信系统中,不需将光信号转换为电信号,直接对光信号进行放大的一种技术。

掺铒光纤放大器(EDFA即在信号通过的纤芯中掺入了铒离子Er3 + 的光信号放大器)是1985年英国南安普顿大学首先研制成功的光放大器,它是光纤通信中最伟大的发明之一。

掺铒光纤放大器的工作原理:掺铒光纤放大器主要是由一段掺铒光纤(长约10-30m)和泵浦光源组成。

其工作原理是:掺铒光纤在泵浦光源(波长980nm或1480nm)的作用下产生受激辐射,而且所辐射的光随着输入光信号的变化而变化,这就相当于对输入光信号进行了放大。

研究表明,掺铒光纤放大器通常可得到15-40db的增益,中继距离可以在原来的基础上提高100km以上。

那么,人们不禁要问:科学家们为什么会想到在光纤放大器中利用掺杂铒元素来提高光波的强度呢?我们知道,铒是稀土元素的一种,而稀土元素又有其特殊的结构特点。

长期以来,人们就一直利用在我学器件中掺杂稀土元素的方法,来改善光学器件的性能,所以这并不是一个偶然的因素。

另外,为什么泵浦光源的波长选在980nm或1480nm呢?其实,泵浦光源的波长可以是520nm、650nm、980nm、和1480nm,但实践证明波长980nm的泵浦光源激光效率最高,次之是波长1480nm的泵浦光源。

掺铒光纤放大器的基本结构:EDFA的基本结构,它主要由有源媒质(几十米左右长的掺饵石英光纤,芯径3-5微米,掺杂浓度(25-1000)x10-6)、泵浦光源(990或1480nm LD)、光耦合器及光隔离器等组成。

光通信技术论文15篇(光通信技术现状及其发展趋势探讨)

光通信技术论文15篇(光通信技术现状及其发展趋势探讨)

光通信技术论文15篇光通信技术现状及其发展趋势探讨光通信技术论文摘要:光通信技术能够促进社会的进步和国家的发展,并且在人民生活方面也起着至关重要的作用。

虽然现在光通信技术在电力通信系统中存在一定的问题,但是电力工作人员要完善地处理,对业务规划进行透彻的分析,选择合理的设备,制定有效地组网方案,只有这样,才能提高网络的安全性和稳定性,降低电力企业的成本,才能够在电力通信系统甚至国家的发展中起到促进作用,进而促进国民经济不断增长。

关键词光通信技术通信技术论文通信技术光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨【摘要】随着科学技术的不断发展,通信技术的发展在一定的程度上满足了人们工作、生活和学习的需求。

尤其是光通信技术的发展,使得长距离、大容量传输成为可能。

基于这样的状况,本文对光通信技术的发展现状,以及未来的发展趋势进行了简要的分析与研究。

【关键词】光通信光网络全光通信前言:光通信是以光导纤维(即光纤)为传输媒质,以光波作为载波的一种通信方式。

光通信涉及的技术领域包括光器件、光传输、光信号处理、光交换技术、光网络技术以及光网络的融合技术等等。

光通信正朝着高速率、大容量。

长距离、网络化、智能化的方向发展。

本文主要对光通信技术现今的发展状况,以及在今后的发展趋势进行了简要的阐述。

一、目前光通信技术的发展现状1.1密集播分复用技术密集波分复用技术简称DWDM,是光纤数据的一种传输技术,该种技术是利用激光的波长,按照比特位并行传输或字符串行传输方式在光纤内传送数据。

DWDM是光网络的重要组成部分,它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络、同步数字序列协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。

在被开发后,基于其能在很大的程度上提高了光纤系统对于信息数据的传输量,而被广泛关注与应用。

1.2光纤接入网技术光纤接入网,指的是在接入网过程中,利用光纤为核心的传输媒质,以此来实现用户数据信息传递的形式。

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光纤通信论文课程:光纤通信原理院系:信息工程学院专业:电子信息工程学号:姓名:班级:指导老师:多模光纤的弯曲损耗摘要:随着光通讯、光网络、光传感技术的发展,光纤已经被广泛应用于上述系统作为信息载体和敏感元件。

多模光纤以其结构简单、芯径大、耦合效率高,损耗、色散较大而被广泛应用于小型局域网,局域网的铺设线路上往往弯曲较多。

因此,研究弯曲对多模光纤所传输信号的衰减对于合理构建和铺设局域网是十分必要的。

为此,我们实验研究了62.5微米芯径多模石英光纤在相同圈数不同弯曲半径和相同弯曲半径不同圈数情况下的弯曲损耗,得到了如下结论:(1)多模光纤弯曲时有一个4.5厘米到5厘米的临界值。

(2)当弯曲半径大于临界值时,弯曲不对损耗产生影响,当弯曲半径小于临界值时,弯曲半径越小则损耗越大;(3)当弯曲圈数到一定程度时,弯曲圈数不影响损耗。

关键词:弯曲损耗;弯曲半径一、光纤传输特性1、光纤的宏弯损耗、微弯损耗和弯曲过渡损耗1.1光纤的宏弯损耗宏弯损耗是由光纤实际应用中必须的曲折等引起的宏观弯曲导致的损耗。

对宏弯损耗进行理论分析比较困难,在这里我用通过讨论模的传输损耗来计算。

如下图:图1-1弯曲损耗理论模型设:1、波导沿y方向(垂直于纸面方向)无限延伸;2、E只有y分量,Ⅱ只有r分量和 分量(TE模);3、半径R很大,场分布近似与平板波导一样;5、由于辐射所损耗的满足弱导条件;4、弯曲功率不影响功率分布。

满足波动方程,在直角坐标系下求出其场解。

对于波导芯区外侧(r 1>r 2)有:()cos .exp y W E A U x a a ⎡⎤⎛⎫=-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦(1-2)式中:a 为芯区半径;U 和W 为归一化横向传播常数; 0μ为真空中的磁导率; β为相移常数;122A p a a w ωμββ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥+⎢⎥⎣⎦(1-3) 其中P 为导模功率。

对于波导弯曲时,导模功率有泄漏。

光纤处于弯曲状态时,其传导模式的场分布如下图:图1-4传导模式的场分布图从能量的角度,光纤弯曲损耗源于延伸到包层中的消失场的尾部的辐射。

当这个模式在光纤内传播时,其纤芯内和包层中的场分布应该作为一发整体沿光纤的轴线向前运动,即:原来这部分场与纤芯中的场一起传输,共同携带能量。

由于光纤是弯曲的,则在远离曲率中心一侧的场的运动速度应比靠近曲率中心一侧的场的运动速度快。

假设光纤在轴线处,场的运动速度为该导模在直光纤情形下的传播速度,这一传播速度比平面波在纤芯介质中的传播速度大,因为纤芯内模式传播速度为模式场的相速度,而相速度是可以大于同一介质中的光速。

但要比包层介质中的平面波传播速度小。

在横向随着到曲率中心的距离的增加,模式场的传播速度也要增加,所以在包层中存在着一个到光纤轴线的某一临界距离,在这一距离处模式场的传播速度就等于平面波在包层介质中的传播速度。

这里所说的模式场是指能够在这个临界距离以远的包层区域中的场分布能随模式场的其余部分沿光纤轴线一齐向前传播,即其运动速度必须大于包层中的光速,也就是说,位于曲率中心远侧的消失场尾部必须以较大的速度才能与纤芯中的场一同前进,这是不可能的。

如果光纤弯曲时,曲率半径在大于临界值R C 时,则光纤弯曲引起的损耗很小;通常可以忽略,而弯曲半径小于临界半径时,附加损耗按指数规律迅速增加。

所以确定临界值对于光纤的研究,设计和应用都很重要。

下面是多模光纤的弯曲损耗公式:()322222210222220222220122exp 232W Wa R R T e WV U n k W n k V a k n n αβπββ⎡⎤=-⎢⎥⎣⎦==-=-=- (1-5)式中a 为纤芯半径;R 为光纤弯曲的曲率半径。

由上式可得到临界半径R C 的表达式:()230.34722c R Wa Wβ=+ (1-6)下图给出了多模光纤弯曲损耗α随弯曲半径R 的变化关系:图 1-7模光纤弯曲损耗α随弯曲半径R 的变化图单模光纤弯曲损耗的计算公式:()12exp c AR UR α-=- (1-8)()1223112c UA aW WK W π⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ (1-9) 2243nwU aV n δ=(1-10) 1.2 光纤的微弯损耗微弯损耗产生的原因是光纤在制造过程中或应用过程中由于应变等原因引起的光纤微变所致,这种微变是随机的。

从原理上讲,微弯损耗也是由于弯曲引起导模功率的横向泄漏,理论分析表明,单模光纤微弯损耗,主要影响于模场半径,改变了光纤的相对折射率差和纤轴,并引起畸变。

为了计算微弯损耗,必须知道光纤轴的畸变大小,对于阶跃型光纤,微弯损耗可由以下公式近似计算:()22022012P n k W n k w αφ⎛⎫≈ ⎪⎝⎭(dB/km ) (1-11)其中,W 1和W 2称为辅助模场半径,近似为:10exp(3.34 3.28)W W V ≈+- (1-12) 10exp(2.45 3.31)W W V ≈-- (1-13)这里,1.5<V<2.5 。

设p φ为弯曲谱函数,近似表示为:42220120120122122p c L Lc n k W n k W n k W φ⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎢⎥≈- ⎪ ⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(1-14)公式中:σ是光纤纤轴横向偏移的均方根值; L C 为自相关长度;上式表明,模场半径的微小变化将引起弯曲损耗的明显变化。

1.3 光纤的过渡弯曲损耗弯曲过渡损耗是光纤由直到弯曲的突变中产生的损耗。

弯曲过渡损耗的机理是由于光纤由直突然变“弯曲”或各段波导不一致,引起模场的不匹配,导致导模之间的相互耦合,并损失能量。

这种机理可用等效折射率的概念来解释。

以单模光纤为例,如图所示,若光纤弯曲半径R 远大于芯径a ,则弯曲光纤中的场可以看成某一等效折射率分布下直光纤的场,在折射率分布为n (r)的直弱导光纤中,基模场解为:()ciyE E r eβ-=图1-15 光纤过渡弯曲图当光纤产生弯曲时,场分布将产生一个与θ有关的相移iv eθ-。

设弯曲光纤的场为()1,F rφ则有:()()2220012221,0Ln r k F rr r r rβφφ⎡⎤∂∂∂+++-=⎢⎥∂∂∂⎣⎦(1-16)将上式代入得:()()2220012221,0cn r k F rr r r rβφφ⎡⎤∂∂∂+++-=⎢⎥∂∂∂⎣⎦(1-17)其中cn定义为等效折射率:()()222cos.ccrn r n r nRφ=+(1-18)上式表明,()2cn r沿曲率半径正方向随r增加而增加,这就导致场分布向曲率半径正方向偏移,其结果是导模向漏模转化,引起功率泄漏,造成过渡损耗。

而且,随着弯曲方向的改变,损耗沿Z方向变化曲线将出现震荡[11]。

二、多模光纤弯曲损耗的实验研究本章主要是用实验的方法研究弯曲对光纤的传输损耗的影响。

2.1实验装置与实验方法①实验图及仪器设备。

① ② ③ ④ ⑤图2-1 弯曲损耗试验装置图上图是测试弯曲对光纤传输损耗的实验装置图①是He-Ne激光器②透镜③五维支架④多模光纤⑤光功率计。

本实验使用的光纤是石英多模光纤,纤芯直径62.5微米,包层直径125微米,数字孔径为0.2631,在850nm时衰减为2.805dB/km;在1300nm时为0.653dB/km;He-Ne激光器为633nm激光器;光功率记为OPT-1A 型,由北京方式科技有限公司提供,最大量程为200毫瓦,最小分辨率为0.01微瓦。

②实验操作1、首先将氦氖激光器、透镜、五维支架调节到共轴。

当看到激光器的光斑能通过五维支架的中心孔和透镜的中心并在五维支架上反射的光斑能与通过透镜的光斑重合时,说明它们三者已经同轴。

2、调节透镜和五维支架的距离,找到最佳耦合距离。

3、取一段120米长的多模光纤,将其端口涂缚层去掉并用乙醚将端口清洗干净,这样可以包层杂散光的干扰和增加耦合效果。

4、将光纤安装在五维支架上,对五维支架进行粗条,同时目视观察透过光纤后的光强大小,当感觉到光最强时用光功率记探测,此时细调五维支架一直调到光功率记显示最大的光功率为止并记录此时的光功率,此时说明已达到最佳耦合效果。

5、将光纤弯曲5厘米的一圈、二圈、一直到十圈并记录每次的光功率,然后将光纤弯曲成4.5厘米、3.5厘米、直到1厘米重复上面的实验。

2.2实验结果与分析上面是弯曲半径分别是5.0厘米、4.5厘米、4.0厘米、3.5厘米、直到1.0厘米时所弯圈数与所测功率的关系表格和函数图(函数图是用Origin6.0绘制,横轴代表圈数,纵轴代表功率大小)。

图2-3弯曲半径、弯曲圈数与输出功率的关系实验分析与结论:从上述的数据表格和分析图可以看出光纤的输出功率随着弯曲圈数的增加而减小,但是圈数的增加与功率的减小并不是成线性的。

我们从函数图上看到当开始弯曲第一圈时,功率减少得很快,第二圈时次之,到最后我们可以看到曲线越来越趋于平坦,说明当光纤弯曲到一定的圈数时对损耗越来越影响小,但弯曲半径大于4.5厘米以后我们发现弯曲对光纤的损耗很小了,在弯曲半径为5.0厘米时弯曲不对损耗产生影响,而弯曲半径小于1厘米时弯曲损耗急剧增加,说明损耗在这里有个跃变(光纤的机械特性,不能再弯曲下去)。

下面来看弯曲半径对光纤输出功率的影响。

在这里取弯曲三圈、二圈和一圈时的输出功率与弯曲半径的关系,见下表和函数图(X轴代表弯曲半径;Y轴代表输出功率)。

表2-4弯曲一圈时弯曲半径与输出功率关系半径(厘米)1.0 1.52.0 2.53.0 3.54.0 4.55.0功率(微瓦)21.022.222.422.522.622.923.524.624.9图2-5弯曲一圈时弯曲半径与输出功率关系半径(厘米)1.0 1.52.0 2.53.0 3.54.0 4.55.0功率(微瓦)20.721.822.122.222.422.623.024.624.9图2-7弯曲二圈时弯曲半径与输出功率关系半径(厘米)1.0 1.52.0 2.53.0 3.54.0 4.55.0功率(微瓦)20.421.721.922.122.422.522.924.624.9图2-9弯曲三圈时弯曲半径与输出功率关系图2-10弯曲一、二、三圈时弯曲半径与输出功率的关系从上图可以看出,在相同的弯曲圈数时弯曲半径越大则输出功率越大,衰减越小。

当弯曲半径在4厘米左右时弯曲损耗跃变减小。

结论:可以看出弯曲半径的临界值在5.0厘米到4.5厘米之间,且在4厘米左右有个跃变。

当曲率半径在大于临界值R C时,则光纤弯曲引起的损耗很小;通常可以忽略,而弯曲半径小于临界半径时,附加损耗迅速增加。

当弯曲半径小到某个值时弯曲损耗突然跃变增大。

光纤的弯曲圈数越多则传输损耗越大,且它们之间并不成线性的增加,当圈数增加到一定程度时,弯曲圈数几乎不对损耗影响(在此实验条件下)而在相同弯曲圈数下,弯曲半径越小则弯曲损耗越大。

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