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光纤附加损耗 怎样理解光纤衰减

2017年11月24日 来源:光纤附加损耗 大字体小字体

  红外吸收损耗

  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。这就像我们生活的地球以及金星、火星等行星都围绕太阳旋转一样,每一个电子都具有一定的能量,处在某一轨道上,或者说每一轨道都有一个确定的能级。距原子核近的轨道能级较低,距原子核越远的轨道能级越高。轨道之间的这种能级差别的大小就叫能级差。当电子从低能级向高能级跃迁时,就要吸收相应级别的能级差的能量。

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  制造光纤的基本材料二氧化硅(SiO2)本身就吸收光,一个叫紫外吸收,另外一个叫红外吸收。目前光纤通信一般仅工作在0.8~1.6μm波长区,因此我们只讨论这一工作区的损耗。

  石英玻璃中电子跃迁产生的吸收峰在紫外区的0.1~0.2μm波长左右。随着波长增大,其吸收作用逐渐减小,但影响区域很宽,直到1μm以上的波长。不过,紫外吸收对在红外区工作的石英光纤的影响不大。例如,在0.6μm波长的可见光区,紫外吸收可达1dB/km,在0.8μm波长时降到0.2~0.3dB/km,而在1.2μm波长时,大约只有0.ldB/km。

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  在光纤中,当某一能级的电子受到与该能级差相对应的波长的光照射时,则位于低能级轨道上的电子将跃迁到能级高的轨道上。这一电子吸收了光能,就产生了光的吸收损耗。

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  紫外吸收损耗是由光纤中传输的光子流将光纤材料中的电子从低能级激发到高能级时,光子流中的能量将被电子吸收,从而引起的损耗。

  红外吸收损耗是由于光纤中传播的光波与晶格相互作用时,一部分光波能量传递给晶格,使其振动加剧,从而引起的损耗

  光纤材料会选择性地吸收某些特定波长的光波,这也会造成衰减或信号损失。吸收光波的机制类似颜色显现的机制。

  紫外吸收损耗

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