光纖的損耗和色散-講義課件

第三章光纖的損耗和色散第三章光纖的損耗和色散1主要內容光纖的損耗色散及其引起的信號失真單模光纖的色散優(yōu)化主要內容2光纖的損耗和色散_講義課件3吸收損耗本征吸收:材料本身(如SiO2)的特性決定,即便波導結構非常完美而且材料不含任何雜質也會存在本征吸收原子缺陷吸收:由于光纖材料的原子結構的不完整造成非本征吸收:由過渡金屬離子和氫氧根離子(OH)等雜質對光的吸收而產生的損耗吸收損耗4本征吸收(1)紫外吸收光纖材料的電子吸收入射光能量躍遷到高的能級,同時引起入射光的能量損耗,一般發(fā)生在短波長范圍(2)紅外吸收光波與光纖晶格相互作用,一部分光波能量傳~遞給晶格,使其振動加劇,從而引起的損耗○O○O本征吸收5本征吸收曲線0.0.70.809112Absorptionloasnfraredreultravioletregion00L本征吸收曲線6作本征吸收光纖制造過程引入的有害雜質帶來較強的非本征吸收OHˉ和過渡金屬離子,如鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉻等window解決方法:OH吸收峰(1)光纖材料化學提純,比如達到9999999%的Third純度(2)制造工藝上改進,如避免使用氫氧焰加熱(汽相軸向沉積法)石1sUKearth(ni作本征吸收7原子缺陷吸收光纖制造->材料受到熱激勵→>結構不完善強粒子輻射->材料共價鍵斷裂->原子缺陷光纖晶格很容易在光場的作用下產生振動←--J吸收光能,引起損耗人死亡Irad(Si)=0.01J/kg原子缺陷吸收8散射損耗光纖的密度和折射率分布不均及結構上的不完善導致散射現(xiàn)象1.瑞利散射2.波導散射散射損耗9瑞利散射波導在小于光波長尺度上的不均勻:m050603091-分子密度分布不均勻摻雜分子導致折射率不均勻導致波導對入射光產生本征散射瑞利散射一般發(fā)生在短波長Photonencrgy[e本征散射和本征吸收一起構成了損耗的理論最小值瑞利散射10光纖的損耗和色散_講義課件11光纖的損耗和色散_講義課件12光纖的損耗和色散_講義課件13光纖的損耗和色散_講義課件14光纖的損耗和色散_講義課件15光纖的損耗和色散_講義課件16光纖的損耗和色散_講義課件17光纖的損耗和色散_講義課件18光纖的損耗和色散_講義課件19光纖的損耗和色散_講義課件20光纖的損耗和色散_講義課件21光纖的損耗和色散_講義課件22光纖的損耗和色散_講義課件23光纖的損耗和色散_講義課件24光纖的損耗和色散_講義課件25光纖的損耗和色散_講義課件26光纖的損耗和色散_講義課件27光纖的損耗和色散_講義課件28光纖的損耗和色散_講義課件29光纖的損耗和色散_講義課件30光纖的損耗和色散_講義課件31光纖的損耗和色散_講義課件32光纖的損耗和色散_講義課件33光纖的損耗和色散_講義課件34光纖的損耗和色散_講義課件35光纖的損耗和色散_講義課件36光纖的損耗和色散_講義課件37光纖的損耗和色散_講義課件38光纖的損耗和色散_講義課件39光纖的損耗和色散_講義課件40光纖的損耗和色散_講義課件41光纖的損耗和色散_講義課件42光纖的損耗和色散_講義課件43光纖的損耗和色散_講義課件44光纖的損耗和色散_講義課件45第三章光纖的損耗和色散第三章光纖的損耗和色散46主要內容光纖的損耗色散及其引起的信號失真單模光纖的色散優(yōu)化主要內容47光纖的損耗和色散_講義課件48吸收損耗本征吸收:材料本身(如SiO2)的特性決定,即便波導結構非常完美而且材料不含任何雜質也會存在本征吸收原子缺陷吸收:由于光纖材料的原子結構的不完整造成非本征吸收:由過渡金屬離子和氫氧根離子(OH)等雜質對光的吸收而產生的損耗吸收損耗49本征吸收(1)紫外吸收光纖材料的電子吸收入射光能量躍遷到高的能級,同時引起入射光的能量損耗,一般發(fā)生在短波長范圍(2)紅外吸收光波與光纖晶格相互作用,一部分光波能量傳~遞給晶格,使其振動加劇,從而引起的損耗○O○O本征吸收50本征吸收曲線0.0.70.809112Absorptionloasnfraredreultravioletregion00L本征吸收曲線51作本征吸收光纖制造過程引入的有害雜質帶來較強的非本征吸收OHˉ和過渡金屬離子,如鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉻等window解決方法:OH吸收峰(1)光纖材料化學提純,比如達到9999999%的Third純度(2)制造工藝上改進,如避免使用氫氧焰加熱(汽相軸向沉積法)石1sUKearth(ni作本征吸收52原子缺陷吸收光纖制造->材料受到熱激勵→>結構不完善強粒子輻射->材料共價鍵斷裂->原子缺陷光纖晶格很容易在光場的作用下產生振動←--J吸收光能,引起損耗人死亡Irad(Si)=0.01J/kg原子缺陷吸收53散射損耗光纖的密度和折射率分布不均及結構上的不完善導致散射現(xiàn)象1.瑞利散射2.波導散射散射損耗54瑞利散射波導在小于光波長尺度上的不均勻:m050603091-分子密度分布不均勻摻雜分子導致折射率不均勻導致波導對入射光產生本征散射瑞利散射一般發(fā)生在短波長Photonencrgy[e本征散射和本征吸收一起構成了損耗的理論最小值瑞利散射55光纖的損耗和色散_講義課件56光纖的損耗和色散_講義課件57光纖的損耗和色散_講義課件58光纖的損耗和色散_講義課件59光纖的損耗和色散_講義課件60光纖的損耗和色散_講義課件61光纖的損耗和色散_講義課件62光纖的損耗和色散_講義課件63光纖的損耗和色散_講義課件64光纖的損耗和色散_講義課件65光纖的損耗和色散_講義課件66光纖的損耗和色散_講義課件67光纖的損耗和色散_講義課件68光纖的損耗和色散_講義課件69光纖的損耗和色散_講義課件70光纖的損耗和色散_講義課件71光纖的損耗和色散_講義課件72光纖的損耗和色散_講義課件73光纖的損耗和色散_講義課件74光纖的損耗和色散_講義課件75光纖的損耗和色散_講義課件76光纖的損耗和色散_講義課件77光纖的損耗和色散_講義課件78光纖的損耗和色散_講義課件79光纖的損耗和色散_講義課件80光纖的損耗和色散_講義課件81光纖的損耗