光纤损耗的分类

一、光纤的吸收损耗

这是由于光纤材料和杂质对光能的吸收而引起的，它们把光能以热能的形式消耗于光纤中，是光纤损耗中重要的损耗，吸收损耗包括以下几种：

1、物质本征吸收损耗

这是由于物质固有的吸收引起的损耗。它有两个频带，一个在近红外的8～12μm区域里，这个波段的本征吸收是由于振动。另一个物质固有吸收带在紫外波段，吸收很强时，它的尾巴会拖到0.7～1.1μm波段里去。

（1）紫外吸收

光纤损耗

光纤材料的电子吸收入射光能量跃迁到高的能级，同时引起入射光的能量损耗，一般发生在短波长范围。

（2）红外吸收

光纤损耗

光波与光纤晶格相互作用，一部分光波能量传递给晶格，使其振动加剧，从而引起的损耗。

（3）本征吸收曲线

2、不纯物的吸收，主要是光纤材料中含有铁、铜、铬等离子，还有OH-。金属离子含量越多，造成的损耗就越大，只要严格控制这些金属离子的含量。可以使它们造成的损耗迅速下降。它们对短波长的影响很大，对长波长的影响较小。OH-离子在1.38μm、0.95μm二个波长上有吸收损耗峰，以1.38μm上的吸收最严重，在1.25μm波长上也有小的吸收峰。如把OH-离子含量降到十亿分之一以下，在1.38μm波长上的吸收损耗可以忽略不计，使整个长波长区成为平坦的无吸收损耗区（见图中1980年的曲线）。

3、原子缺陷吸收是光纤在制造过程中玻璃受到热激励或受强辐射时，产生原子缺陷而造成的损耗。

二、光纤的散射损耗

散射损耗是由于光纤材料组份中原子密度微起伏或光纤波导结构缺陷等使光功率耦合出或泄露出纤芯外所造成的损耗。

本征散射是材料散射中最重要的散射，其损耗功率与传播模式的功率成线性关系。它是由于材料原子或分子以及材料结构的不均匀性。使得材料的折射率产生微观的不均匀性而引起传输光波的散射。这种散射是材料固有的，不能消除，是光纤损耗的最低极限，瑞利散射即属于这一类。瑞利散射损耗与波长四次方成反比，在长波长上工作时，光纤的损耗可大大减小。

另一类本征散射是掺杂不均匀引起的，在光纤制造中，为了改变玻璃的折射率，需要掺杂某种氧化物，当氧化物浓度不均匀或起伏时就会引起这种散射。

非线性散射有受激布里渊散射和受激拉曼散射。介质在强光功率密度作用下，入射光子与介质分子发生非d性碰撞时会产生声子，当光是被传播的声学声子所散射时，称为布里渊散射；当光是被分子振动或光学声子所散射时，称为拉曼散射。这两种受激散射都有一个阈值功率，只有超过此值时才会发生。在通常的光通信系统中，输入光纤的光功率一般较低，通常不产生非线性散射。

三、光纤的结构不规则损耗

结构不规则损耗是由于纤芯包层界面上存在着微小结构波动和光纤内部波导结构不均匀而引起的那部份损耗。光纤结构不规则时要发生模变换，将部份传输能量射出纤芯外而变成辐射模，使损耗增加。这种损耗可以靠提高制造技术来降低。

四、光纤的弯曲损耗

弯曲损耗是光纤轴弯曲所引起的损耗。任何肉眼可见的光纤轴线对于直线的偏移称作弯曲或宏弯曲。光纤弯曲将引起光纤内各模式间的耦合，当传播模的能量耦合入辐射模或漏泄模时，即产生弯曲损耗。这种损耗随曲率半径的减小按指数规律增大。另一类损耗是光纤轴产生随机的微米级的横向位移状态所成的，称作微弯损耗。产生微弯的原因是光纤在被覆、成缆、挤护套、安装等过程中，光纤受到过大的不均匀侧压力或纵向应力，或光纤制造后因涂覆层或外套的温度膨胀系数与光纤的不一致等造成的。

光纤的接续损耗主要包括光纤本征因素造成的固有损耗和非本征因素造成的熔接损耗及活动接头损耗三种。

1、光纤固有损耗

光纤固有损耗的产生主要源于光纤模场直径不一致、光纤芯径失配、纤芯截面不圆和纤芯与包层同心度不佳四方面。其中影响最大的是模场直径不一致。

2、熔接损耗

非本征因素的熔接损耗主要由轴向错位、轴心(折角)倾斜、端面分离(间隙)、光纤端面不完整、折射率差、光纤端面不清洁以及接续人员 *** 作水平、 *** 作步骤、熔接机电极清洁程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等其他因素造成。

3、活动接头损耗

非本征因素的活动接头损耗主要由活动连接器质量差、接触不良、不清洁以及与熔接损耗相同的一些因素(如轴向错位、端面间隙、折角、折射率差等)造成。

方案

1、工程设计、施工和维护工作中应选用特性一致的优质光纤

一条线路上尽量采用同一批次的优质名牌裸纤，以求光纤的特性尽量匹配，使模场直径对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。

2、光缆施工应严格按规程和要求进行

配盘时尽量做到整盘配置(单盘≥500米)，以尽量减少接头数量。敷设时严格按缆盘编号和端别顺序布放，使损耗值达到最小。

3、挑选经验丰富训练有素的接续人员进行接续和测试

接续人员的水平直接影响接续损耗的大小，接续人员应严格按照光纤熔接工艺流程进行接续，严格控制接头损耗，熔接过程中时刻使用光时域反射仪(OTDR)进行监测(接续损耗≤0.08dB/个)，不符合要求的应重新熔接。使用光时域反射仪(OTDR)时，应从两个方向测量接头的损耗，并求出这两个结果的平均值，消除单向OTDR测量的人为因素误差。

4、保证接续环境符合要求

严禁在多尘及潮湿的环境中露天 *** 作，光缆接续部位及工具、材料应保持清洁，不得让光纤接头受潮，准备切割的光纤必须清洁，不得有污物。切割后，光纤不得在空气中暴露时间过长，尤其是在多尘潮湿的环境中。接续环境温度过低时，应采取必要的升温措施。

5、制备完善的光纤端面

光纤端面的制备是光纤接续最为关键的工序。光纤端面的完善与否是决定光纤接续损耗大小的重要因素之一。优质的端面应平整、无毛刺、无缺损，且与轴线垂直，光纤端面的轴线倾角应小于0.3度，呈现一个光滑平整的镜面。应选用优质的切割刀正确切割光纤。裸纤的清洁、切割和熔接应紧密衔接，不可间隔过长。移动光纤时要轻拿轻放，防止与其他物件擦碰而损伤光纤端面。

6、正确使用熔接机

正确使用熔接机是降低光纤接续损耗的重要保证和关键环节。

◇应严格按照熔接机的 *** 作说明和 *** 作流程，正确 *** 作熔接机。

◇合理放置光纤，将光纤放置到熔接机的V型槽中时，动作要轻巧。这是因为对纤芯直径为1Onm的单模光纤而言，若要熔接损耗小于0.1dB，则光纤轴线的径向偏移要小于0.8nm。

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