第四讲 光纤的损耗特性
主要内容
? 一、损耗的定义
? 二、损耗的种类及其产生原因
? 三、损耗波谱特性
损耗的定义
当光在光纤中传输时, 随着传输距离的增
加, 光功率逐渐减小, 这种现象即称为
光纤的损耗 。 损耗一般用损耗系数 α 表
示,
(单位,dB/km)
? 损耗大小影响光纤的传输距离长短和中
继距离的选择
o
i
P
P
L lg
10??
损耗的种类
? 吸收损耗
? 散射损耗
? 其他损耗
吸收损耗
? 本征吸收损耗是由于光纤材料本身
吸收光能量产生的 。 主要存在红外
波段的分子振动吸收和紫外波段的
电子跃迁吸收 。
? 杂质吸收损耗主要是由于光纤中含
有的各种过渡金属离子和氢氧根
（ OH-） 离子在光的激励下产生振动，
吸收光能量造成。
散射损耗
? 散射损耗是指在光纤中传输的一部分光由于散射而改变传输方向,
从而使一部分光不能到达收端所产生的损耗 。 主要包含瑞利散射
损耗, 非线性散射损耗和波导效应散射损耗 。
? 瑞利散射损耗是由于光纤材料 折射率分布小尺寸的随即不均匀性
所引起的本征损耗 。 瑞利散射损耗与波长的四次方成反比, 即波
长越短, 损耗越大 。 因此对短波长窗口影响较大 。
? 非线性散射损耗是当光强度大到一定程度时, 产生非线性喇曼散
射和布里渊散射, 使输入光信号的能量部分转移到新的频率成分
上而形成损耗 。 因此非线性散射损耗是随广播频率变化的 。 在常
规光纤中由于半导体激光器发送光功率较小, 该损耗可忽略 。 但
在 DWDM系统中, 由于总功率很大, 就必须考虑其影响 。
? 波导效应散射损耗是由于光纤波导结构缺陷引起的损耗, 与波长
无关 。 光纤波导结构缺陷主要由熔炼和拉丝工艺不完善造成 。
其他损耗
? 主要是连接损耗和弯曲损耗和微弯损耗 。
? 连接损耗是由于进行光纤接续是端面不平整或
光纤位置未对准等原因造成接头处出现损耗 。
其大小与连接使用的工具和操作者技能有密切
关系 。
? 弯曲损耗是由于光纤中部分传导模在弯曲部位
成为辐射模而形成的损耗 。 它与弯曲半径成指
数关系, 弯曲半径越大, 弯曲损耗越小 。
? 微弯损耗是由于成缆时产生不均匀的侧压力,
导致纤芯与包层的界面出现局部凹凸引起 。
光纤的损耗波谱曲线
损
耗dB/
km
一般测试曲线
理想测试曲线
长波长窗口
瑞利散射
波导缺陷吸收
紫外吸收 红外吸收
短
波
长
窗
口