光纤基本概念

色散
色散系数（dispersion coefficient）：每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉 冲展宽值，与长度呈线性关系。色散系数一般只对单模光纤来说，包括材料色 散和波导色散，统称色散系数。 零色散波长(Zero-dispersion wavelength)：波长色散为零时的波长。 零色散斜率（Zero-dispersion slope）：单模光纤中，在零色散波长处色散系 数对波长（曲线）的斜率，单位：ps/nm2•km。
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几何尺寸
包层直径（cladding diameter）：确定包层中心的那个圆的直径。 包层不圆度（cladding non-circularity）：由包层容差范围所确定的两个圆直 径间的偏差。 涂层直径（Coating diameter）：光纤涂覆层的直径。 涂层/包层同心误差（Coating / cladding Concentricity error）：涂层与包层中 心间的距离除以涂层直径。 涂层不圆度（Coat-of-roundness）：由涂层容差范围所确定的两个圆直径间 的偏差。 芯/包层同心误差（Core / cladding Concentricity error）：纤芯与包层中心间 的距离除以芯直径。
衰减
光纤衰减（attenuation of optical fiber）：光纤中光功率沿纵轴逐渐减小。光 功率减小与波长有关。光纤链路中，光功率减小主要原因是散射、吸收，以及 连接器和熔接接头造成的光功率损耗。衰减的单位为dB。 光纤衰减系数（fiber attenuation coefficient）：每公里光纤对光信号功率的衰减 值。衰减系数（也称衰耗系数）是多模光纤和单模光纤最重要的特性参数之一， 在很大程度上决定了多模和单模光纤通信的中继距离。单位：dB/km。 产生原因：使光纤产生衰减的原因很多，主要有：吸收衰减，包括杂质吸收 和本征吸收；散射衰减，包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等；其 它衰减，包括微弯曲衰减等。其中最主要的是杂质吸收引起衰减。在光纤材料 中的杂质如氢氧根离子、过渡金属离子对光的吸收能力极强，它们是产生光信 号衰减的重要因数。因此，要想获得低衰减光纤，必须对制造光纤用的原材料 二氧化硅进行十分严格的化学提纯，使其杂质的含量降到几个PPb 以下。
截止波长（ cut-off wavelength ）
定义：单模光纤通常存在某一波长，当所传输的光波长（工作波长）超过 该波长时，光纤只能传输一种模式（基模LP01）的光，这一波长称截止波长。
模场直径（mode field diameter）
定义：指基模模场幅值由光纤轴（r=0）处 最大值减小到最大值的1/e，或基模场强度 （场幅值的平方）由光纤轴（r=0）处最大 值减小到最大值的1/e2时所对应的半径两 倍。 模场直径变化的原因分析： 在拉丝过程中张力增大，芯层折射率n1增 大 ，芯、包折射率差△n增大，因此辐射 至包层中的光能量减弱，集中在纤芯中的 光能量增强，纤芯中芯所对应的光强最大， 值Emax增大，Emax的1/e2增大，所对应的 横坐标长度r减小，即光斑的大小模场直径 减小。
色散（Chromatic diswk.baidu.comersion）
定义：光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的 现象。 （1）模式色散 在多模光纤中由于各传输模式的传输路径不同，各模式到达出射端的时间不同， 从而引起光脉冲展宽，由此产生的色散称为模式色散。 （2）材料色散 光纤材料石英玻璃的折射率对不同的传输光波长有不同的值，许多不同波长的 太阳光通过棱镜以后可分成七种不同颜色就是一个证明。由于上述原因，材料 折射率随光波长而变化从而引起脉冲展宽的现象称为材料色散。 （3）波导色散 由于光纤的纤芯与包层的折射率差别很小，因而在界面产生全反射现象时，有 一部分光进入到包层之内。由于出现在包层内的这部分光，大小与光波长有关， 这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。具有一定波谱线宽的光源 所发出光脉冲射入到光纤后，由于不同波长的光其传输路程不完全相同，所以 到达光纤出射端的时间也不相同，从而使脉冲展宽。具体说入射光的波长越长， 进入到包层的光强比例就越大，传输路径距离越长。由上述原因所形成的脉冲 展宽现象叫做波导色散。
翘曲度（curl）
1、 定义：涂覆光纤的自然弯曲半径，以米表示。 2、影响翘曲度 的因素：
1）石墨加热炉温度径向不均匀，光纤变径区，特别是光纤形成的细径区的位 置不在加热炉温场中心，导致预制棒变径区表面温度径向不均匀，预制棒熔区 粘度径向不完全相同，这是导致光纤翘曲度下降的最主要原因。 2）预制棒有杂质 杂质的热收缩系数与石英热膨胀收缩不同，造成热收缩径向不均匀。 3）预制棒在预处理过程中表面有手印等造成污染。由于汗渍中有Na、K等离 子，坎入预制棒表面后，拉丝熔融过程中，有Na、K等离子污染部分石英粘度 不同，冷却后收缩应力也不同，导致光纤径向应力不均匀。 4）光纤出炉后的温度受延伸管散热不均匀影响。 5）径向不均匀的净化风导致光纤冷却温度径向不均匀。
光纤基本概念
唐成
目 录
一、单模光纤、多模光纤 二、衰减
二、几何尺寸 三、截止波长及模场直径 四、色散、翘曲度
单模光纤及多模光纤 按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤 多模光纤 多模光纤(MULTI MODE FIBER)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μM)，可传多种模式 的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会 更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模 光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。 单模光纤 单模光纤(SINGLE MODE FIBER)：中心玻璃芯很细(芯径一般为8-10μM)，只能传 一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和 波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定 性要好。