光纤损耗可归结为吸收损耗和散射损耗两类。物 质的吸收作用将使传输的光能变成热能造成光能的损 失。光纤对于不同波长光的吸收率不同石英光纤材料 SO2对光的吸收发生在波长0.16μm附近和8~12m的范 围。散射损耗是由于光纤的材料及其不均匀性或其几 何尺寸的缺陷引起的。如瑞利散射就是由于材料的缺 陷引起折射率随机性变化所致。瑞利散射按1/λ4变 化,因此它随波长的减小而急剧地增加。 光纤的弯曲也会造成散射损耗。这是由于光纤边 界条件的变化,使光在光纤中无法进行全反射传输所致。 光纤的弯曲半径越小造成的散射损耗越大
光纤损耗可归结为吸收损耗和散射损耗两类。物 质的吸收作用将使传输的光能变成热能,造成光能的损 失。光纤对于不同波长光的吸收率不同,石英光纤材料 SiO2对光的吸收发生在波长0.16μm附近和8～12μm的范 围。散射损耗是由于光纤的材料及其不均匀性或其几 何尺寸的缺陷引起的。如瑞利散射就是由于材料的缺 陷引起折射率随机性变化所致。瑞利散射按1／λ 4变 化,因此它随波长的减小而急剧地增加。 光纤的弯曲也会造成散射损耗。这是由于光纤边 界条件的变化,使光在光纤中无法进行全反射传输所致。 光纤的弯曲半径越小,造成的散射损耗越大
2.色散 光纤的色散是表征光纤传输特性的一个重要参数。特别 是在光纤通讯中,它反映传输带宽,关系到通讯信息的容量和 质量。在光纤传感器的某些应用场合有时也需要考虑信号 传输的失真问题。 所谓光纤的色散就是输入脉冲在光纤传输过程中,由于光 波的群速度不同而出现的脉冲展宽现象。光纤色散使传输的 信号脉冲发生畸变,从而限制了光纤的传输带宽。光纤色散 有以下几种。 (1)材料色散。材料的折射率随光波长的变化而变化 使光信号中各波长分量的光的群速度ⅴ不同而引起的色散称 为材料色散(又称为折射率色散)
2. 光纤的色散是表征光纤传输特性的一个重要参数。特别 是在光纤通讯中,它反映传输带宽,关系到通讯信息的容量和 质量。在光纤传感器的某些应用场合,有时也需要考虑信号 传输的失真问题。 所谓光纤的色散就是输入脉冲在光纤传输过程中,由于光 波的群速度不同而出现的脉冲展宽现象。光纤色散使传输的 信号脉冲发生畸变,从而限制了光纤的传输带宽。光纤色散 有以下几种。 （1） 材料色散。材料的折射率随光波长λ的变化而变化, 使光信号中各波长分量的光的群速度vg不同而引起的色散称 为材料色散（又称为折射率色散）
(2)波导色散。由于波导结构不同,某一波导模 式的传播常数β随着信号角频率o变化而引起的色散称 为波导色散(有时也称为结构色散)。 (3)多模色散。在多模光纤中,由于各个模式在 同一角频率ω下的传播常数不同、群速度不同而产生的 色散称为多模色散 采用单色光源(如激光器),可有效地减小材料色 散的影响。多模色散是阶跃型多模光纤中脉冲展宽的 主要根源。多模色散在梯度型光纤中大为减少,因为在 这种光纤里不同模式的传播时间几乎彼此相等。在单 模光纤中起主要作用的是材料色散和波导色散
（2） 波导色散。由于波导结构不同,某一波导模 式的传播常数β随着信号角频率ω变化而引起的色散称 （3） 多模色散。在多模光纤中,由于各个模式在 同一角频率ω下的传播常数不同、群速度不同而产生的 色散称为多模色散。 采用单色光源（如激光器）,可有效地减小材料色 散的影响。多模色散是阶跃型多模光纤中脉冲展宽的 主要根源。多模色散在梯度型光纤中大为减少,因为在 这种光纤里不同模式的传播时间几乎彼此相等。在单 模光纤中起主要作用的是材料色散和波导色散
3.容量 输入的光纤可能是强度连续变化的光束,也可能是一组 光脉冲由于存在光纤色散现象,会使脉冲展宽造成信号畸 变,从而限制了光纤的信息容量和品质 光脉冲的展宽程度可以用延迟时间来反映。设光源的 中心频率为带宽为Δ某一模式光的传播常数为,则总的 延迟增量△为 1 f dB f o dk. 式中:k0=27G6/c;k=2r//c;c为真空中的光速
3. 输入的光纤可能是强度连续变化的光束,也可能是一组 光脉冲,由于存在光纤色散现象,会使脉冲展宽,造成信号畸 变,从而限制了光纤的信息容量和品质。 光脉冲的展宽程度可以用延迟时间来反映。设光源的 中心频率为f0 ,带宽为Δf,某一模式光的传播常数为β,则总的 延迟增量Δτ为 式中：k0 =2πf0／c；k=2πf／c；c为真空中的光速。 0 2 2 0 0 1 f f dk d k f f c = =
4.抗拉强度 可以弯曲是光纤的突出优点。光纤的弯曲性与光 纤的抗拉强度有关。抗拉强度大的光纤不仅强度高,可 挠性也好,同时,其环境适应性能也强。 光纤的抗拉强度取决于材料的纯度、分子结构状 态、光纤的粗细及缺陷等因素 5.集光本领 光纤的集光本领与数值孔径有密切的关系。如图 65所示光纤的数值孔径N定义为当光从空气中入射到 光纤端面时的光锥半角之正弦: N=sine
4. 可以弯曲是光纤的突出优点。光纤的弯曲性与光 纤的抗拉强度有关。抗拉强度大的光纤,不仅强度高,可 挠性也好,同时,其环境适应性能也强。 光纤的抗拉强度取决于材料的纯度、分子结构状 态、光纤的粗细及缺陷等因素。 5. 光纤的集光本领与数值孔径有密切的关系。如图 6.5所示,光纤的数值孔径NA定义为当光从空气中入射到 光纤端面时的光锥半角之正弦： NA =sinθc