第13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（Numerical Aperture）影响光纤的弯曲特性测试方法：远场扫描（2） MFD数值孔径（Mode Field Diameter）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，l越大，MFD越大。1/e2r=01Ir=ar=-aMFD=2alc处，MFD略大于几何芯径。Fibercore公司掺铒光纤参数DF1500F-980Cut-off Wavelength900nm970nmNumerical Aperture0.220.24Mode Field Diameter3.5m

2、m（980nm），5.9mm（1550nm）（3） 截止波长lc（Cutoff Wavelength）工作波长应大于lc，lc一般略小于工作波长。测试方法：波长扫描（4） 几何参数Cladding Diameter1251mm/801mmCore Cladding Concentricity1mmCoating Diameter24010mm/16010mm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Proof Test1%（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

3、空颜色）、波导缺欠等损耗的定义及计算：3dB/50%；10dB/10%。目前水平：0.2dB/km1550nm、0.3dB/km1300nm3. 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(l)：l增大，n变小，速度增加。波导色散b=b (l)：l增大，b变小，速度变小。材料色散和波导色散可以相互抵消，1.3mm零色散（G652光纤）色散系数B单位：ps/km.nm，通常为220。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/

4、2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）2.5G、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） Panda Bow-Tie Elliptical core Elliptical Jaccket高双折射光纤（保偏光纤Polarization Maintaining） 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，