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光纖的特性
來源: 日期:2013-10-31 15:01:33 人氣:標簽:
各類光纖的傳輸衰減可分為固有衰減和附加衰減兩部分。造成光纖衰減的原因有材料吸收、材料散射以及機械變形等外部原因造成的輻射等,見下表所示。
(2)光纖的色散
①色散的含義。由不同頻率或不同模式(或波長)成分組成的光信號,在光纖中傳輸過程中,由于群速度不同而引起信號畸變的物理現(xiàn)象稱為光纖的色散。
光纖的色散分為模式色散(模間畸變)、材料色散和波導色散。后兩種色散是某一模式本身的色散,也稱模內(nèi)色散。
通常波導色散很小,對多模光纖來說,因模式畸變占主導地位,波導色散可以忽略不計。對于單模光纖來說,由于無模式色散,其帶寬僅由波導色散和材料色散兩者決定,波導色散的影響就不可忽略。
②色散對光信號的影響。光纖的色散導致光信號的波形失真,表現(xiàn)為脈沖展寬,它是光纖的時域特性。脈沖展寬也稱為脈沖信號的延時失真,這種延時失真的大小是由光纖的色散特性所決定的。
對于數(shù)字通信系統(tǒng),光信號的脈沖展寬是一項重要指標。脈沖展寬過大就會引起相鄰脈沖間隙減小,相鄰脈沖將會產(chǎn)生部分重疊而使再生中繼器發(fā)生脈沖判斷錯誤,從而使誤碼率增多,限制了光纖的傳輸容量。
③光纖帶寬。
光纖帶寬是指光纖不失真地傳遞信息的速率的大小。光纖的帶寬可以用光纖對傳輸脈沖的展寬來表示。
④光纖的機械特性。
光纖的機械特性主要包括:抗拉、抗彎曲、抗扭絞性能和耐側(cè)壓力等,其中抗拉強度尤為重要。為保證光纖有足夠的抗拉強度,在制作中應(yīng)采取相應(yīng)措施。
石英中的硅氧鍵(si-0)的結(jié)合能是很大的,從理論上推算其抗張強度極高,可達20 gpa以上,與鐵的強度相當,比銅的強度高。但是石英的缺點是塑性很差,脆性很大,容易破裂。表面上稍有傷痕就可斷裂。若光纖內(nèi)部有氣泡、微粒、雜質(zhì)等都會使抗拉強度減小。
正是由于這些原因,光纖的抗拉強度遠沒有達到理論值,一般只有100~300 mpa。
(5)光纖的溫度特性。光纖的溫度特性主要取決于光纖本身的質(zhì)量。石英本身的化學穩(wěn)定性比金屬材料要好,熱穩(wěn)定性也非常優(yōu)良,可是光纖涂敷材料都采用的是有機物,所以溫度變化仍然會對光纖的性能產(chǎn)生不利的影響,其中影響 大的是損耗特性。溫度變化導致?lián)p耗增加,其原因是光纖受到軸向壓縮力,產(chǎn)生微彎曲,導致?lián)p耗增大。損耗增加與溫度變化量的平方成正比。
必須指出的是:在低溫(小于0℃)時,隨著溫度逐漸降低,損耗逐漸增加,大約在-60℃時會突然增大,出現(xiàn)閾值,說明此時微彎曲已發(fā)揮明顯作用。
應(yīng)合理進行設(shè)計,選擇適當?shù)耐扛病⑻姿懿牧希ιa(chǎn)工藝進行優(yōu)化,從而改善光纖的溫度性能。
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