光纤损耗

光纤损耗

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2023年2月22日发(作者：股权转让税收筹划)

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光纤的各种损耗解释

近年来，光纤通信在许多领域得到了广泛的应用。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。所

谓损耗是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB／km。光

纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近，

因此，了解并降低光纤的损耗对光纤通信有着重大的现实意

义。

一、光纤的吸收损耗

这是由于光纤材料和杂质对光能的吸收而引起的，它们

把光能以热能的形式消耗于光纤中，是光纤损耗中重要的损

耗，吸收损耗包括以下几种：

1.物质本征吸收损耗这是由于物质固有的吸收引起的损

耗。它有两个频带，一个在近红外的8～12μm区域里，这

个波段的本征吸收是由于振动。另一个物质固有吸收带在紫

外波段，吸收很强时，它的尾巴会拖到0.7～1.1μm波段里

去。

2.掺杂剂和杂质离子引起的吸收损耗光纤材料中含有跃

迁金属如铁、铜、铬等，它们有各自的吸收峰和吸收带并随

它们价态不同而不同。由跃迁金属离子吸收引起的光纤损耗

取决于它们的浓度。另外，OH－存在也产生吸收损耗，OH

－的基本吸收极峰在2.7μm附近，吸收带在0.5～1.0μm范

围。对于纯石英光纤，杂质引起的损耗影响可以不考虑。

3.原子缺陷吸收损耗光纤材料由于受热或强烈的辐射，

它会受激而产生原子的缺陷，造成对光的吸收，产生损耗，

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但一般情况下这种影响很小。

二、光纤的散射损耗

光纤内部的散射，会减小传输的功率，产生损耗。散射

中最重要的是瑞利散射，它是由光纤材料内部的密度和成份

变化而引起的。

光纤材料在加热过程中，由于热骚动，使原子得到的压

缩性不均匀，使物质的密度不均匀，进而使折射率不均匀。

这种不均匀在冷却过程中被固定下来，它的尺寸比光波波长

要小。光在传输时遇到这些比光波波长小，带有随机起伏的

不均匀物质时，改变了传输方向，产生散射，引起损耗。另

外，光纤中含有的氧化物浓度不均匀以及掺杂不均匀也会引

起散射，产生损耗。

三、波导散射损耗

这是由于交界面随机的畸变或粗糙所产生的散射，实际

上它是由表面畸变或粗糙所引起的模式转换或模式耦合。一

种模式由于交界面的起伏，会产生其他传输模式和辐射模式。

由于在光纤中传输的各种模式衰减不同，在长距离的模式变

换过程中，衰减小的模式变成衰减大的模式，连续的变换和

反变换后，虽然各模式的损失会平衡起来，但模式总体产生

额外的损耗，即由于模式的转换产生了附加损耗，这种附加

的损耗就是波导散射损耗。要降低这种损耗，就要提高光纤

制造工艺。对于拉得好或质量高的光纤，基本上可以忽略这

种损耗。

四、光纤弯曲产生的辐射损耗

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光纤是柔软的，可以弯曲，可是弯曲到一定程度后，光

纤虽然可以导光，但会使光的传输途径改变。由传输模转换

为辐射模，使一部分光能渗透到包层中或穿过包层成为辐射

模向外泄漏损失掉，从而产生损耗。当弯曲半径大于5～

10cm时，由弯曲造成的损耗可以忽略。