光纤损耗有哪些
光纤传输器的损耗
光纤传输器的损耗主要有以下几种类型：
固有损耗：
散射损耗：光纤内存在瑞利散射，由此而产生的光损耗称为瑞利散射损耗。
鉴于目前的光纤制造工艺水平，可以说瑞利散射损耗是无法避免的。
但是，由于瑞利散射损耗的大小与光波长的4次方成反比，所以光纤工作在长波长区时，瑞利散射损耗的影响可以大大减小。
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。
一般包含紫外吸收损耗、红外吸收损耗、杂质吸收损耗、原子缺陷吸收损耗等。
附加损耗：
微弯损耗：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成损耗。
挤压损耗：光纤受到挤压产生微小弯曲而造成的损耗。
杂质损耗：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。
不均匀损耗：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
光纤损耗
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。
我们知道，物质是由原子、分子构成的，而原子又由原子核和核外电子组成，电子以一定的轨道围绕原子核旋转。
光纤的波长(光纤的损耗主要来自四个部分)
单模光纤的波长一般只有1310nm和1550nm，为什么不选其他波长的呢？
第一是物质的本征吸收，分为紫外吸收和红外吸收
第二是杂质离子的吸收，主要是金属阳离子和OH-
第三是散射损耗，主要是Rayleigh散射，SRS和SBS。
最后是因为接续，弯曲和光纤本身结构的缺陷问题等带来的损耗。
这几个因素里面，第四点和光的波长的关系最小，可以先忽略。
Rayleigh散射的散射光圈和入射光波长的四次方成反比，波长太短的话散射现象会比较严重。
第二个问题里面，在光纤制作提纯的时候用化学提纯能到⑨个9的程度，一般的金属阳离子都是可以去掉的，
但OH-比较麻烦，不巧的是在这段波有两个OH-吸收峰，必须避开。
第一个问题要看石英的本征吸收问题，在1.2μm以上的时候紫外外比较明显，1.6μm以上的时候红外吸收明显，
也要避开。
70年代的时候人们也用850nm窗口的多模光纤进行通信，损耗比较大，
但对于近距离（约2-3英里）来说设备更经济，1310nm是色散和损耗都比较小的窗口，
1550nm有理论的最低损耗窗口。
光纤的损耗和色散
具体机理：在黑夜里向空中照射，可以看到 一束光束，人们也曾看到过夜空中的探照 灯发出粗大的光柱。为什么我们会看到这 些光柱呢？这是因为有许多烟雾，灰尘等 微小颗粒浮游于大气之中，光照射在这些 颗粒上，产生了散射，就射向了四面八方， 这个现象是由瑞利首先发现的，所以人们 把这种散射称为瑞利散射。 瑞利散射是怎样产生的呢？原来组成物质的 分子、原子、电子是以某些固有的频率在 振动，并能释放出波长与该振动频率相应 的光。
二 散射损耗
是指光通过密度或折射率不均匀的物质时，除了 在光的传播方向以外，在其它方向也可以看到 光，这种现象叫做散射。
原因：光纤的材料，形状，散射率分布等的 缺陷或不均匀。 散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的 瑞利(Rayleigh)散射和由光纤结构缺陷(如 气泡)引起的散射产生的。 结构缺陷散射产 生的损耗与波长无关。
• 3.色散平坦光纤（DFF）
有效利用带宽，最好使光纤在整个光纤通信的长波段 （ 1.3um-1.6um）都保持低损耗和低色散。
4. 色散补偿光纤（DCF）
利用一段光纤来消除光纤中由于色散的存在使得光脉 冲信号发生展宽和畸变。能够起这种均衡作用的光纤 称为色散补偿光纤。
作业
1．什么是损耗?光纤中存在哪些损耗?这些损 耗是由什么因素引起的？ 2.什么是色散?光纤中存在哪些色散? 3. 光纤中的信号变化是由哪些因素引起的？这 些因素各导致信号如何变化？
2.非零色散光纤（NZDF）
• 当在一根光纤上同时传输多波长光信号再采用光 放大器时，DSF光纤就会在零色散波长区出现严 重的非线形效应，这样就限制了WDM技术的应用。 • 为了提高多波长WDM系统的传输质量，就考虑 零色散点移动，移到一个低色散区，保证WDM系 统的应用。 • NZDF是指光纤的工作波长移到1.54～1.565μm 范围，不是在1.55um的零色散点内，在此区域内 的色散值较小，约为1.0～4.0PS/km· wm。此范围 内色散和损耗都比较小，而且可采用波分复用技 术。
光纤通信传输损耗的成因及降耗措施
光纤通信传输损耗的成因及降耗措施光纤通信具有保密性高、受干扰性能高等优点，其应用十分广泛，但在光纤传输中会有不同程度的损耗，影响了网络系统的有效传输。
为了提高光纤传输的安全可靠、稳定高效，对光纤传输损耗问题的深入研究非常重要，本文主要针对光纤传输损耗的形成原因进行了详细分析，并提出了合理有效的降耗措施，以保证信息在光纤中的可靠高效传输。
1 接续损耗的成因分析光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率的减小，故光纤损耗是光纤传输的重要指标。
实现光纤通信，一个重要的问题是尽可能地降低光纤的损耗。
引起光纤传输损耗的主要原因可分为两类，即接续损耗和非接续损耗。
而光纤的接续损耗则主要包括光纤材料的本征因素造成的固有损耗和非本征因素造成的熔接损耗两种。
1.1 固有损耗1.1.1 吸收损耗吸收损耗是光波通过光纤材料时，一部分的光能转化成热能，造成光功率的损失。
造成吸收损耗的主要原因是光纤材料的本征吸收和制作光纤时光纤材料不纯净所产生的杂质吸收。
(1)本征吸收指光纤的基础材料二氧化硅固有的吸收，不是杂质或者材料缺陷所引起的。
(2)杂质吸收指由于光纤材料的不钝净和晶体缺陷所产生的附加的吸收损耗，主要是材料中的金属过渡离子和生产过程中的氢氧根离子使光的传输产生损耗。
1.1.2 散射损耗散射是指光通过密度或折射率不均匀的透明物质时，除了在光的传播方向以外，在其它方向也能看到光，这种现象称为光的散射。
在光纤中光的传输由于散射的作用而产生散射损耗，散射损耗主要由瑞利散射和结构缺陷散射两部分组成。
1.2 熔接损耗熔接损耗是由接续方式、接续工艺、和接续设备的不完善引起的，包括光纤模场直径不同、光纤轴向错位、光纤端面不完整或者端面不干净、待熔接光纤的间隙不当、轴心(折角)倾斜以及工作人员操作水平、熔接参数的设置等可以人为避免的因素造成。
2 非接续损耗的成因分析光纤传输中的非接续损耗主要包括弯曲损耗、其他施工因素与应用环境造成的损耗。
简述光纤的弯曲损耗
简述光纤的弯曲损耗
光纤是一种高技术产品，它采用了光学原理和纤维的折射特征将
信号以光的形式传输。
光纤在传输信号过程中有一个非常重要的参数——弯曲损耗。
那么什么是光纤的弯曲损耗呢？
光纤的弯曲损耗指的是光经过光纤时，在纤芯或包覆层的弯曲处，由于对光的反射和散射而导致的光功率的损失。
光纤的弯曲损耗会导
致光纤传输距离的减小，影响系统的性能和可靠性。
光纤的弯曲损耗主要与以下几个因素有关：
1.弯曲半径：光纤的弯曲半径越小，弯曲程度越大，弯曲损耗就
会越大。
2.光纤型号：不同类型的光纤对弯曲的敏感程度不同。
在单模光
纤和多模光纤中，单模光纤的弯曲损耗相对较小。
3.光纤直径：光纤的直径越小，光纤的弯曲损耗就会越大。
4.光纤材质：光纤的材质对其弯曲损耗有影响。
聚合物光纤相对
于硅光纤在弯曲损耗方面具有较小的损耗。
因此，在使用光纤时，需要注意以下几个方面：
1.尽量避免光纤的弯曲，特别是小曲率的弯曲。
当必须弯曲时，
应尽量使弯曲半径大。
2.选择合适的光纤型号。
不同类型的光纤对弯曲的敏感程度不同，应选择适合的光纤型号。
3.选择适当的光纤直径。
大直径的光纤通常较难弯曲，因此可避
免一部分弯曲损耗。
4.选用合适的光纤材质。
聚合物光纤相对于硅光纤在弯曲损耗方
面具有较小的损耗，因此可根据需要选择不同的光纤材质。
总之，光纤的弯曲损耗对信号的传输有重要影响，需要在使用光
纤时注意弯曲半径、光纤型号、直径和材质等因素，以保证信号的稳
定传输和系统的稳定性。
光纤损耗的原因
光纤损耗的原因
光纤损耗是指光纤中光信号的强度、功率或能量在传输过程中损失的现象。
这种损耗是光纤通信中一个重要的问题。
下面我们来探讨一下光纤损耗的原因。
1.弯曲损耗
光纤细且易弯曲，若弯曲过度，容易导致光线发生反射而损失，弯曲程度越大，反射越多损耗越大。
因此，光纤在使用时要尽可能避免过度弯曲，特别是在光纤接头处。
2.散射损耗
光纤存在微小的面、体、杂质、缺陷等，光束经过时会与这些微小的障碍物发生散射，导致光能量减少，形成光纤损耗。
通常，光纤材料制造过程中如果没有得到很好的净化，或者由于使用过程中人为损坏或外部环境影响，光纤表面或内部可能会产生划痕、凹坑等散射损耗。
3.吸收损耗
光纤内的材料对波长相同但能量较低的光线会进行吸收，导致光
线功率降低。
光纤中常见的吸收材料有氧化铝、石墨、镁等。
4.位移损耗
如果光纤的轴线发生偏移，光线就会发生位移，从而导致光线与
纤芯之间的接触面积减小或完全失去接触，使光信号损失严重。
5.光纤接头问题
光纤接头是光纤网络中最薄弱的环节，不正确的接头方式、接头
磨损、污染、接触不良都会影响到光纤的传输性能，对光能量的损失
越大，损耗就越大。
6.温度变化
温度对光纤的性能会有一定的影响，通常低温会使光纤损耗增加，而高温则可能导致光纤变形、膨胀、蒸发等问题，也会影响光纤损耗。
7.消光损失
光纤中的某些部分在特定波长下可以形成干涉，使光线发生干涉
消光，从而导致光信号强度降低。
简述光纤损耗的原因
简述光纤损耗的原因
光纤损耗是指光信号在光纤中传输过程中逐渐衰减的现象。
光纤损耗的原因可以归结为以下几点：
1. 散射损耗：光信号在光纤中由于与光纤内部材料的微观结构不均匀而发生散射，使光信号逐渐失去能量。
2. 吸收损耗：光信号在光纤中的材料中被吸收，导致光信号的能量损失。
常见的吸收原因包括光纤材料的杂质、材料的禁带宽度等。
3. 弯曲损耗：光纤在弯曲时会发生光信号的减弱，这是因为光信号在弯曲的部分被损耗和散射。
4. 衍射损耗：当光信号通过光纤中的微观结构时，会发生衍射现象，导致光信号的能量损失。
5. 端面反射损耗：当光信号从光纤出射或进入另一个光纤时，会发生一部分光信号的反射，使得能量损失。
为了减少光纤损耗，可以采取以下措施：
1. 优化光纤材料和制备工艺，减少散射和吸收损耗。
2. 使用低损耗的弯曲光纤，减少弯曲损耗。
3. 使用抗反射涂层或其他方法来减少端面反射损耗。
4. 采用信号增强设备或中继站来补偿损耗，延长光纤传输距离。
5. 定期清洁和维护光纤连接器和接头，避免污染和损伤导致的额外损耗。
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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。
弯曲损耗是光纤处理不当而引起的常见光纤损耗问题。
从字面上理解，弯曲损耗即光纤轴弯曲所引起的损耗。
弯曲损耗有两种基本类型，一种是微弯损耗，另一种是宏弯损耗（如上图所示）。
其中，宏弯损耗是指光纤的弯曲程度比较大（超过2毫米的曲率半径）。
要减少光纤的弯曲损耗，应注意以下几方面的内容：光纤芯轴偏离轴线；制造缺陷；光纤铺设过程中的机械限制；环境因素如温度、湿度或压力的变化。
光纤接续是非本征光纤损耗的另一个主要原因。
在光纤网络中，光纤之间的
互相连接是必然的。
接续引起的光纤损耗不可避免，但可以通过适当的处理减小到最小。
采用光纤熔接或使用高质量的光纤连接器可有效降低因光纤接续所产生的损耗。
上图显示了光纤损耗的几种主要原因。
要减少本征光纤损耗，选择适当的光纤和光学元件是必要的；而要最大程度地减少非本征光纤损耗，正确的光纤处理
和相应的技能就显得尤为重要。
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