第13讲单模光纤

第十三讲单模光纤―1－第十三讲单模光纤（3学时）参考书廖延彪《光纤光学》1.单模光纤的特征参数（1）数值孔径（NumericalAperture）影响光纤的弯曲特性1212122211222122sinnnnnnnnnnNAc测试方法：远场扫描探测器被测光纤（2）MFD数值孔径（ModeFieldDiameter）采用高斯近似，光强下降为中心最大值1/e2处直径MFD与波长有关，越大，MFD越大。c处，MFD略大于几何芯径。Fibercore公司掺铒光纤参数DF1500F-980Cut-offWavelength900nm－970nmNumericalAperture0.22－0.24ModeFieldDiameter3.5m（980nm），5.9m（1550nm）（3）截止波长c（CutoffWavelength）4048.224048.2222210aNANAannakVc1/e2r=01Ir=ar=-aMFD=2a第十三讲单模光纤―2－工作波长应大于c，c一般略小于工作波长。测试方法：波长扫描MFDc（4）几何参数CladdingDiameter1251m/801mCoreCladdingConcentricity1mCoatingDiameter24010m/16010m测试方法：远场扫描、近场扫描、变孔径、横向位移等（5）机械参数ProofTest＞1%（100kpsi)2.单模光纤的损耗（attenuation）0.2dB/km吸收（本征吸收、红外吸收、紫外吸收、重金属吸收、OH－吸收）、瑞利散射（天空颜色）、波导缺欠等损耗的定义及计算：)(log10dBPPoutin3dB/50%；10dB/10%。目前水平：0.2dB/km@1550nm、0.3dB/km@1300nm3.光纤的色散（dispersion）速度延迟，决定通信系统带宽模色散多模光纤中最主要的色散材料色散n=n()：增大，n变小，速度增加。波导色散第十三讲单模光纤―3－=()：增大，变小，速度变小。材料色散和波导色散可以相互抵消，1.3m零色散（G652光纤）LBwm色散系数B单位：ps/km.nm，通常为2～20。减小谱宽可以减小色散色散位移技术，G655光纤，损耗小及利用EDFA技术偏振模色散（PMD）：由双折射引起特点：与光源谱宽无关，随机性。单位：ps/km1/2LBp限制通信带宽的最后瓶颈，对目前2.5G系统影响不大4.光纤的带宽（Bandwidth）53.012ln23dBBW2.5G、10G、40G、160G5.单模光纤的连接：熔接：单模－多模（单向）；单模－单模（双向），光纤熔接机活动连接：FC/PC/APC、SC、ST6.单模光纤的偏振特性本征模：圆偏振模（HE11及HE-11）和线偏振模HE11x及HE11y）理想单模光纤具有线偏振及圆偏振的保持能力双折射（birefringence）及偏振串音实际光纤由自身缺欠及外界影响，无法保持偏振态低双折射光纤尽量圆，各向同性（理想球）高双折射光纤（保偏光纤PolarizationMaintaining）大的各向异性（自身双折射），远大于处界影响单偏振光纤大的几何不对称，弯曲性能不同偏振串音：代表保偏光纤的偏振保持能力。当线偏振光沿光纤的一个光轴入射时，当传输一定距离后，光功率串扰到另一光轴的大小叫偏振串音。定义为：)(log100dBPPyPy为串扰功率，P0为总功率。偏振串音单位是dB，始终是负值。拍长（Beatlength）：BnnLoeBPandaBow-TieEllipticalcoreEllipticalJaccket