第9,10学时 第二章 光纤传输理论与基本特性.pptVIP

2.4 单模光纤;;;;;;;;;;2.5 光纤的传输特性; 2.5.1 光纤的传输损耗特性; 2.5.1 光纤的传输损耗特性; 2.5.1 光纤的传输损耗特性; 2.5.1 光纤的传输损耗特性;2. 光纤损耗的测量方法 CCITT (Consultative Committee for International Telegraph and Telephone)建议规定的基准测试法：截断法 其他的：插入损耗法，背向散射法。;3. 引起光纤传输损耗的原因 光纤损耗有三个主要原因：吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗 (1)吸收损耗—本征吸收、原子缺陷损耗和杂质离子吸收 材料对光的本征吸收——这是光纤固有的 a. 分子振动态的改变对光子的吸收(红外吸收) b. 电子跃迁对光子的吸收(紫外吸收) 杂质离子的吸收 a. 过渡金属离子 b. 氢氧根离子 原子缺陷损耗——由于加热或强烈的辐射，使某些离子态 发生变化，导致原子缺陷。;(2)散射损耗 由于介质中有折射率不同的悬浮微粒存在，即使不正对着入射光的方向也能清楚地看到光线，这种现象称为光的散射，由于散射引起的光损耗称为散射损耗。 ;弯曲损耗 模式损耗 微弯损耗;2;光纤主要的传输特性包括 和 。 什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的主要原因有哪些？ 光纤传输损耗的几种常用表示方法，之间的对应关系？ 简单叙述截断法光纤损耗测量的过程。 当工作波长λ = 1.31μm，某光纤的损耗为0.5dB/km，如果最初射入光纤的光功率是0.5mW，试问经过4km以后，以dBm为单位的光功率是多少？ 试从本征的和技术的两方面分析减小损耗的方法。 为什么光纤工作波长选择1.55μm、1.31μm、0.85μm三个窗口？; 光脉冲信号通过光纤时，随着传输距离的增加，光脉冲响应 被拉长，即脉冲被展宽；或者出现明显的波形失真，这种物 理现象称为光纤的色散。是不同频率成分和不同模式成分的 群速不同而引起传输信号畸变的一种物理现象。;1.群速度和相速度; 2.5.2 光纤的色散特性; 2.5.2 光纤的色散特性; 2.5.2 光纤的色散特性;3. 材料色散(Material Dispersion) 光纤材料的折射率随波长而变化，导致同一模式内不同波长的光波的群速度不同，从而产生脉冲展宽???;3. 材料色散(Material Dispersion) 对于光源，光功率降为峰值一半时的谱宽叫做光源的半功率线宽。 单位长度光纤由材料色散产生的脉冲展宽 单位：ns/Km;4. 波导色散 光波在光纤中的传播常数β随光波长λ的变化而变化，由此造 成的色散称为波导色散，也成为结构色散。与光纤的芯径2a、 相对折射率差△及归一化频率常数 v 等有关。 单位：ps/Km; 2.5.2 光纤的色散特性;1. 什么叫光纤色散？试分析造成光脉冲展宽的主要原因？ 2. 为什么光纤通信向长波长、单模传输方向发展？ 3. 某激光二极管(LD)的谱线宽度Δλ1 = 1.5nm，某发光二极管(LED)谱线宽度Δλ2 = 40nm，某单模光纤在波长1.5μm时材料色散系数为20ps/km·nm，求经3 km光纤传播后不同光源的光脉冲展宽值。;精密仪器与光电子工程学院