渐变光纤
结构：轴心为对称中心，纤芯宽度为18um，整体长度为100um，前半部分和后半部分都为50um
蓝色为第一部分的渐变型光纤纤芯，折射率
蓝色部分为包层（前面竖立的部分是入射光的光纤部分），折射率都为常数1.47
这是红线部分的折射率曲线
蓝色部分还是渐变型光纤
蓝色部分折射率为常数1.48
这样后半段光纤光纤的纤芯折射率就为先是渐变型，后为跃迁型。
上图是红线部分的折射率曲线
这是波长为2000nm的上述光纤的仿真图。
16.梯度折射率光纤模式
引言(BＰM） 光纤是用于制造光纤定向耦合器和用于发射和从集成光波导在其中一个小的长纤维是采用一个设备接收的光的任何装置的一个重要组成部分,以模拟为一个纤维所需的唯一特性是有效模指数和模场分布。 本课介绍了如何使用３D模式求解器的设计和表征渐变折射率光纤。 在您开始这一课 ?熟悉在第1课的程序:入门。 分级指数- 核心光纤(BＰM) 渐变折射率芯纤维与α -在纤芯折射率分布通常期望?在电信,比如移位的零色散波长以1．5５microｎs．We将展示设计为一个三角芯光纤多个应用程序(α= 1)。我们也将在3Ｄ模式求解的结果与OｐｔｉFiber测试的有限差分法比较。
光纤参数和三角芯光纤的折射率分布（BPM） 纤芯半径:3.00μ米 芯的折射率：1.48 包层的折射率：1．4４４ 波长:1．５５μ米 图１：一个三角芯光纤的折射率分布
该程序是： ?创建材料 ?定义用户变量 ?定义用户功能 ?定义用户定义的配置文件?定义布局设置 ?创建线性波导纤维 ?设定模拟参数 ?查看折射率分布（XＹ切) ?计算模式 用户功能简介(BＰM） 三角芯纤维可以被定义为：
为了实现在用户功能简介上面的公式，我们将首先解释了用户变量和用户功能（见表12)。 表1２:用户变量和用户功能 因此,三角芯纤维的公式可以定义如下: 的限制,如下所示:
开发用户自定义配置文件(ＢＰM） 为了定义配置文件,请执行以下步骤。 创建材料 步行动 1 从文件菜单中选择新建。牛逼,他的初始属性对话框出现。 2 单击配置文件和材料。?他个人设计师打开。 3 在材料文件夹,右键单击该介质文件夹并选择新建。?他介质对话框。 4 创建下面的电介质材料：姓名:包层 二维各向同性标签 折光率（回复）：１.444 三维各向同性标签 折光率(回复):１.４44 5 点击S 撕毁。?他新的电介质材料储存在资料夹中。
光纤通信技术四个阶段作业单项选择题
一阶段作业单项选择题（共20道小题，共100.0分） 1.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式，即将调制信号 直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。 A.直接 B.间接 C.外 D.分接 2.光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、__________μm。 A.1560 B.1550 C. 1.55 D. 1.51 3.渐变型光纤是指___________是渐变的。 A.纤芯和包层的折射率 B.纤芯的折射率 C.包层的折射率 D.模式数量 4.下面哪一句话是不正确的。 A.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从驻波方程 B.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从麦克斯韦方程组
C.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从波动方程 D.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从亥姆霍兹方程 5.相位常数是指均匀平面波在均匀介质中传输时，每传播产生的相位变 化。 A.任意、1秒 B.理想、1米 C.各向同性、1小时 D.无限大、单位距离 6.全反射条件是____________________。 A.n1 sinθ1=n2 sinθ2 B.k0n1<β< k0n2 C.0≤φ≤φmax D.n1 > n2，900>θ1≥θc 7.当光纤纤芯的折射率与包层的折射率时，称为弱导波光纤。 A.差2倍 B.相差很大 C.差别极小 D.相等
学生答: [C;] 8.在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次，这种射线被 称为。 A.反射线 B.子午线 C.斜射线 D.折射线 知识点: 阶跃型光纤 学生答 案: [B;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 9.只有满足条件的射线能够在纤芯和包层交界面处形成，从而将入射波的 能量全部转移给反射波。 A.辐射波、全反射 B.全反射、泄漏波 C.单模传输、衰减波 D.入射角≥介质交界面处的临界角、全反射 知识点: 阶跃型光纤 学生答 案: [D;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 10.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____________________。 A. B. C. D. 知识点: 阶跃型光纤 学生答 案: [C;]
03 高速铁路周界入侵报警(防侵入)系统振动光纤监测设备技术条件(暂行)20150211
高速铁路周界入侵报警（防侵入）系统 振动光纤监测设备 （暂行） 编制大纲 2015年2月
前言 本暂行技术条件是高速铁路周界入侵报警（防侵入）系统标准框架下的一部分，用于规范在高速铁路上使用的振动光纤监测设备。 本暂行技术条件对高速铁路周界入侵报警（防侵入）系统振动光纤监测设备的适用范围，规范及标准引用，术语，设备构成，功能要求，性能要求，试验方法，运行环境，标志、包装、运输及贮存等进行了规定。 本暂行技术条件负责起草单位：中国铁道科学研究院、兰新铁路新疆有限公司、中铁第一勘察设计院集团有限公司 本暂行技术条件主要起草人： 本暂行技术条件由中国铁路总公司科技管理部组织起草并负责解释。
目录 1适用范围 (1) 2规范及标准引用 (1) 3术语 (1) 3.1高速铁路周界入侵报警（防侵入）系统振动光纤监测设备 1 3.2感应光纤 (2) 3.3光接入单元 (2) 3.4光处理终端 (2) 3.5入侵报警响应时间 (2) 3.6断纤报警响应时间 (2) 4设备构成 (2) 5功能要求 (2) 5.1入侵报警 (2) 5.2断纤报警 (2) 5.3支持远程布撤防 (3) 5.4设备状态自检 (3) 6性能要求 (3) 6.1实时性要求 (3) 6.1.1入侵报警响应时间 (3) 6.1.2断纤报警响应时间 (3) 6.2定位精度要求 (3) 6.3可靠性要求 (3) 6.4可用性要求 (3)
6.4.1抗风干扰 (4) 6.4.2抗雨干扰 (4) 6.4.3抗雪干扰 (4) 6.5可维修性要求 (4) 6.6安全性要求 (4) 6.7外壳防护等级要求 (4) 6.8接口要求 (4) 7运行环境 (4) 7.1电源要求 (4) 7.2防雷、接地及电磁兼容性要求 (5) 7.3环境条件要求 (5) 8试验方法 (5) 8.1功能试验 (5) 8.1.1入侵报警 (5) 8.1.2断纤报警 (5) 8.1.3支持远程布撤防 (5) 8.1.4设备状态自检 (5) 8.2性能试验 (5) 8.2.1实时性试验 (5) 8.2.2定位精度试验 (6) 8.2.3可靠性试验 (6) 8.2.4可用性试验 (6) 8.2.5可维护性试验 (6) 8.2.6安全性试验 (6) 8.2.7外壳防护等级试验 (6) 8.2.8接口试验 (6) 8.3运行环境试验 (6) 8.3.1电源试验 (6) 8.3.2防雷、接地及电磁兼容性试验 (6) 8.3.3环境条件试验 (6) 9标志、包装、运输及贮存 (6)
光纤G.652
G.652 G.652光纤是目前已广泛使用的单模光纤，称为1310nm性能最佳的单模光纤，又称为色散未移位的光纤。按纤芯折射率剖面，又可分为匹配包层光纤和下陷包层光纤两类，两者的性能十分相近，前者制造简单，但在1550nm波长区的宏弯损耗和微弯损耗稍大；而后者连接损耗稍大。 主要指标:[1] 1、衰减：ITU-T G.652建议规定光纤在1310nm窗口和1550nm窗口的衰减常数应分别小于0.5dB/km和0.4dB/km。1310窗口目前一般在0.3~0.4dB/km，典型值0.35dB/km；1550窗口目前一般在0.17~0.25dB/km，典型值0.20dB/km。 2、色散：零色散波长的允许范围是1300~1324nm。在1550nm窗口的色散系数是正的。在波长1550nm处，色散系数D的典型值是17ps/(nm2km)，最大值一般不超过20ps/(nm2km)。 3、PMD：ITU-T 建议规定，G.652光纤的PMD系数小于0.5ps/(km)^1/2，即400km 光纤的PMD是10ps。但是，早期铺设的光纤由于受当时的工艺条件限制，PMD 系数有可能较大。 4、模场直径：1310nm处的模场直径是8.6~9.5μm，最大偏差不能超过±10%。在1550nm处，ITU-T 建议没有规定模场直径，但一般大于0.3μm。 主要特性： G.652单模光纤特性 光学特性 典型衰减，@1310nm ≤0.34 dB/km 典型衰减，@1550nm ≤0.20 dB/km 零色散波长 1300-1324nm 零色散斜率 ≤0.092ps/（nm2km） 模场直径（MFD） @1310nm 9.2±0.4μm 偏振模色散（PMD） 单根光纤最大值 ≤0.2ps/√km 链路最大值 ≤0.12ps/√km 截止波长λcc ≤1260nm 有效群折射率（Neff） @1310nm 1.4675 有效群折射率（Neff） @1550nm 1.4680 宏弯损耗（60mm直径，100圈）@1550nm ≤0.1dB 背向散射特性（在1310nm和1550nm处）
光纤光学总结
说明：重点放在了二三四章以及第五章前面部分，别的则比较缩略。 第一章 1.光纤通信优点 宽带宽，低损耗，保密性好，易铺设 2.光纤 介质圆柱光波导，充分约束光波的横向传输（横向没有辐射泄漏），纵向实现长距离传输。基本结构：纤芯、包层、套塑层 光波导：约束光波传输的媒介 导波光：受到约束的光波 光波导三要素： “芯/ 包”结构 凸形折射率分布，n1>n2 低传输损耗 3.光纤分类 通信用和非通信用 4. 单模光纤：只允许一个模式传输的光纤； 多模光纤：光纤中允许两个或更多的模式传播。 5. 如何改善光纤的传输特性：减少OH- ，降低损耗；改变芯经和结构参数，色散位移；改变折射率分布，降低非线性 6.光纤制备工艺 预制棒：MCVD OVD VAD PCVD 之后为光纤拉丝，套塑，成缆工艺。 第二章 1.理论根基 2.
2. 光纤是一种介质光波导，具有如下特点： ①无传导电流； ②无自由电荷； ③线性各向同性 3. 边界条件：在两种介质交界面上电磁场矢量的E(x,y)和H(x,y)切向分量要连续,D与B的法向分量连续： 4.由程函方程推得射线方程，再推得光线总是向折射率高的区域弯曲。 5. 光纤波导光波传输特征： 在纵向（轴向）以“行波”形式存在，横向以“驻波”形式存在。场分布沿轴向只有相位变化，没有幅度变化。 6.模式 求解波导场方程可得本征解及相应的本征值。通常将本征解定义为“模式”. 每一个模式对应于沿光波导轴向传播的一种电磁波；每一个模式对应于某一本征值并满足全部边界条件; 模式具有确定的相速群速和横场分布.模式是波导结构的固有电磁共振属性的表征。给定的波导中能够存在的模式及其性质是已确定了的,外界激励源只能激励起光波导中允许存在的模式而不会改变模式的固有性质。(χ和β及边界条件均由光纤本身决定，与外界激励源无关) 横模 光波在传输过程中，在光束横截面上将形成具有各种不同形式的稳定分布，这种具有稳定光强分布的电磁波，称为横模。横模（表现在光斑形状）的分布是和光波传输区域的横向（xy 面）结构相关的； 相长干涉条件：2 nL＝Kλ 纵模是与激光腔长度相关的，所以叫做“纵模”，纵模是指频率而言的。 根据场的纵向分量Ez和Hz的存在与否,可将模式命名为: (1)横电磁模(TEM): Ez＝Hz＝0; (2)横电模(TE): E z＝0, Hz≠0; (3)横磁模(TM): Ez≠0, Hz＝0; (4)混杂模(HE或EH):Ez≠0, Hz≠0。 光纤中存在的模式多数为HE(EH)模,有时也出现TE(TM)模。 7.纵向传播常数 物理意义：z方向单位长度位相变化率; 波矢量k的z-分量 b实际上是等相位面沿z轴的变化率； b数值分立，对应一组导模； 不同的导模对应于同一个b数值，我们称这些导模是简并的； 8.归一化频率
多个方面详细比较几种光纤的主要特点
多个方面详细比较几种光纤的主要特点 G.652 标准单模光纤 标准单模光纤是指零色散波长在1.3μm窗口的单模光纤，国际电信联盟 （ITU－T）把这种光纤规范为G.652 光纤。其特点是当工作波长在1.3μm时， 光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤衰减所限制。但这种光纤在1.3μm波 段的损耗较大，约为0.3dB/km～0.4dB/km；在1.55μm波段的损耗较小，约为 0.2dB/km～0.25dB/km。色散在1.3μm波段为3.5ps/nm·km，在1.55μm波段的损耗较大，约为20ps/nm·km。这种光纤可支持用于在1.55μm波段的2.5Gb/s 的干 线系统，但由于在该波段的色散较大，若传输10Gb/s 的信号，传输距离超过50 公里时，就要求使用价格昂贵的色散补偿模块。 G.653 色散位移光纤 针对衰减和零色散不在同一工作波长上的特点，20 世纪80 年代中期，人们 开发成功了一种把零色散波长从1.3μm移到1.55μm的色散位移光纤 （DSF，pe rsion－ShiftedFiber）。ITU 把这种光纤的规范编为G.653。然而，色散位移光纤在1.55μm色散为零，不利于多信道的WDM 传输，用的信道数较 多时，信道间距较小，这时就会发生四波混频（FWM）导致信道间发生串扰。 如果光纤线路的色散为零，FWM 的干扰就会十分严重；如果有微量色散， FWM 干扰反而还会减小。针对这一现象，人们研制了一种新型光纤，即非零色 散光纤（NZ－DSF）———G.655。 G.654 衰减最小光纤 为了满足海底缆长距离通信的需求，人们开发了一种应用于1.55μm波长的 纯石英芯单模光纤，它在该波长附近上的衰减最小，仅为0.185dB/km。G.654
光纤通信技术四个阶段作业单项选择题
光纤通信技术四个阶段作业 单项选择题 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
一阶段作业单项选择题（共20道小题，共100.0分） 1.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式，即将调制信 号直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。 A.直接 B.间接 C.外 D.分接 2.光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、__________μm。 A.1560 B.1550 C. 1.55 D. 1.51 3.渐变型光纤是指___________是渐变的。 A.纤芯和包层的折射率 B.纤芯的折射率 C.包层的折射率 D.模式数量 4.下面哪一句话是不正确的。 A.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从驻波方程 B.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从麦克斯韦方程组
C.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从波动方程 D.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从亥姆霍兹方程 5.相位常数是指均匀平面波在均匀介质中传输时，每传播产生的相位变 化。 A.任意、1秒 B.理想、1米 C.各向同性、1小时 D.无限大、单位距离 6.全反射条件是____________________。 A.n1 sinθ1=n2 sinθ2 B.k0n1<β< k0n2 C.0≤φ≤φmax D.n1 > n2，900>θ1≥θc 7.当光纤纤芯的折射率与包层的折射率时，称为弱导波光纤。 A.差2倍 B.相差很大 C.差别极小 D.相等
学生答: [C;] 8.在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次，这种射线 被称为。 A.反射线 B.子午线 C.斜射线 D.折射线 知识点: 阶跃型光纤 学生答 案: [B;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 9.只有满足条件的射线能够在纤芯和包层交界面处形成，从而将入射波 的能量全部转移给反射波。 A.辐射波、全反射 B.全反射、泄漏波 C.单模传输、衰减波 D.入射角≥介质交界面处的临界角、全反射 知识点: 阶跃型光纤 学生答 案: [D;] 得分: [5] 试题分 值: 5.0 10.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____________________。 A. B. C. D. 知识点: 阶跃型光纤 学生答 案: [C;]
常用光纤的种类及规格
常用光纤的种类及规格.txt点的是烟抽的却是寂寞……不是你不笑，一笑粉就掉！人又不聪明，还学别人秃顶。绑不住我的心就不要说我花心！再牛b的肖邦，也弹不出老子的悲伤！活着的时候开心点，因为我们要死很久。请你以后不要在我面前说英文了，OK？光纤的种类很多，分类方法也是各种各样的。 从材料角度分 按照制造光纤所用的材料分类，有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤等。 塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。 按传输模式分 按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。 多模光纤电缆容许不同光束于一条电缆上传输，由于多模光缆的芯径较大，故可使用较为廉宜的偶合器及接线器，多模光缆的光纤直径为50至100米。 基本上有两种多模光缆，一种是梯度型（graded）另一种是引导型（stepped），对于梯度型（graded）光缆来说，芯的折光系数（refraction index)于芯的外围最小而逐渐向中心点不断增加，从而减少讯号的振模色散，而对引导型（Stepped Inder）光缆来说，折光系数基本上是平均不变，而只有在色层（cladding）表面上才会突然降低引导型（stepped）光缆一般较梯度型（graded）光缆的频宽为低。在网络应用上，最受欢迎的多模光缆为62.5/125米，62.5/125米意指光缆芯径为62.5米而色层（cladding）直径为125米，其他较为普通的为50/125及100/140。 相对于双绞线，多模光纤能够支持较长的传输距离，在10mbps及100mbps的以太网中，多模光纤最长可支持2000米的传输距离，而于1GpS千兆网中，多模光纤最高可支持550米的传输距离。 业界一般认为当传输距离超过295尺，电磁干扰非常严重，或频宽需要超过350MHz，那便应考虑采用多模光纤代替双绞线作为传输载体。 多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm，包层外直径125μm，单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。由于OHˉ的吸收作用，0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。80年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31μm。 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9或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
单模光纤的色散
光纤色散 在光纤中传输的光信号（脉冲）的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播，到达一定距离后必然产生信号失真（脉冲展宽），这种现象称为光纤的色散或弥散。 光纤中传输的光信号具有一定的频谱宽度，也就是说光信号具有许多不同的频率成分。同时，在多模光纤中，光信号还可能由若干个模式叠加而成，也就是说上述每一个频率成份还可能由若干个模式分量来构成。 光纤的色散主要有材料色散、波导色散、偏振模色散和模间色散四种。其中，模间色散是多模光纤所特有的。 这四种色散作用还相互影响，由于材料折射率n是波长λ（或频率w）的非线性函数，d2n/d2λ≠0，于是不同频率的光波传输的群速度不同，所导致的色散成为材料色散。 由于导引模的传播常数β是波长λ(或频率w)的非线性函数，使得该导引模的群速度随着光波长的变化而变化，所产生的色散成为波导色散（或结构色散）。 偏振模色散指光纤中偏振色散，简称PMD(polarization modedispersion)，它是由于实际的光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模，沿光纤传播过程中，由于光纤难免受到外部的作用，如温度和压力等因素变化或扰动，使得两模式发生耦合，并且它们的传播速度也不尽相同，从而导致光脉冲展宽，引起信号失真。 不同的导引模的群速度不同引起的色散成为模间色散，模间色散只存在与多模光纤中。 色散限制了光纤的带宽—距离乘积值。色散越大，光纤中的带宽—距离乘积越小，在传输距离一定（距离由光纤衰减确定）时，带宽就越小，带宽的大小决定传输信息容量的大小。 光纤色散可以使脉冲展宽，而导致误码。这是在通信网中必须避免的一个问题，也是长距离传输系统中需要解决的一个课题。 一般来说，光纤色散包括材料色散和波导结构色散两部分，材料色散取决于制造光纤的二氧化硅母料和掺杂剂的分散性，而波导色散通常是一种模式的有效折射率随波长而改变的倾向。材料色散与波导色散都与波长有关，所以又统称为波长色散。 材料色散：是由光纤材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率，严格来说，并不是一个固定的常数，而是对不同的传输波长有不同的值。光纤通信实际上用的光源发出的光，并不是只有理想的单一波长，而是有一定的波谱宽度。当光在折射率n的为介质中传播时，其速度v与空气中的光速C之间的关系为： v=C/n 光的波长不同，折射率n就不同，光传输的速度也就不同。因此，当把具有一定光谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤内传输时，光的传输速度将随光波长的不同而改变，到达终端时将产生时延差，从而引起脉冲波形展宽。 波导色散：由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小，因此在交界面产生全反射时，就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输一定距离后，又可能回到纤芯中继续传输。进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关，这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。把有一定波谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤后，由于不同波长的光传输路径不完全相同，所以到达终点的时间也不相同，从而出现脉冲展宽。具体来说，入射光的波长越长，进入包层中的光强比例就越大，这部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波导引起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。
单模及多模光纤的特性参数
光纤的特性参数可以分为三大类即几何特性参数、特性参数与传输特性参数。受篇幅所限我们仅简单介绍几个富有代表性的典型参数。1、多模光纤的特性参数① 衰耗系数a衰耗系数是多模光纤最重要的特性参数之一（另一个是带宽系数）。因为在很大程度上决定了多模。 光纤的特性参数可以分为三大类即几何特性参数、特性参数与传输特性参数。受篇幅所限我们仅简单介绍几个富有代表性的典型参数。 1、多模光纤的特性参数 ① 衰耗系数a 衰耗系数是多模光纤最重要的特性参数之一（另一个是带宽系数）。因为在很大程度上决定了多模光纤的中继距离。 其中最主要的是杂质吸收所引起的衰耗。在光纤材料中的杂质如氢氧根离子、过渡金属离子（铜、铁、铬等）对光的吸收能力极强，它们是产生光纤衰耗的主要因素。因此要想获得低衰耗光纤，必须对制造光纤用的原材料二氧化硅等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。 ② 光纤的色散与带宽 色散当一个光脉冲从光纤输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真。这说明光纤对光脉冲有展宽作用，即光纤存在着色散（色散是沿用了中的名词）。光纤的色散是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。 光纤的色散可以分为三部分即模式色散、材料色散与波导色散。 模式色散Δτm因为光在多模光纤中传输时会存在着许多种传播模式，而每种传播模式具有不同的传播速度与相位，因此虽然在输入端同时输入光脉冲信号，但到达到接收端的时间却不同，于是产生了脉冲展宽现象。 对多模光纤而言，由于其模式色散比较严重，而且其数值也较大，所以其材料色散不占主导地位。但对单模光纤而言，由于其模式色散为零，所以其材料色散占主要地位。 波导色散Δτw所谓波导色散是指由光纤的波导结构所引起的色散。对多模光纤而言，其波导色散的影响甚小。 需要注意的是，由于光信号是以光功率来度量的，所以其带宽又称为3dB光带宽。即光功率信号衰减3dB时意味着输出光功率信号减少一半。而一般的电缆之带宽称为6dB电带宽，因为输出电信号是以电压或电流来度量的。引起光纤带宽变窄的主要原因是光纤的色散。 对于多模光纤而言，因为其模式色散占统治地位（材料色散与波导色散的大小可以忽略不计），所以其带宽又称模式色散带宽，或称模时变带宽。对单模光纤而言，由于其模式色散为零，所以材料色散与波导色散占主要地位。注意，单模光纤没有带宽系数的概念，仅有色散系数的概念。对多模光纤而言，其带宽与色散的关系可近似地表达为： 根均方带宽σf带宽系数Bc是在频域范围内描述光纤传输特性的重要参数，实际上它演用了模拟的概念，在数字光纤中的实际意义并不大。在时域范围内，人们经常使用根均方带宽σf来描述光纤的传输特性。 一方面在实际工作中人们在时域内进行测量比在频域内测量更加方便可行；另一方面光纤的根均方带宽σf与数字光纤有着更密切的关系，因为它能直接和其传输的光脉冲的根均方脉宽发生联系。而根均方脉宽不仅能确切地描述光脉冲的特性，而且与光纤系统的传输中继距离密切相关，所以在光纤的中经常用到它。 在时域范围内，光纤的冲击响应是一个高斯波形，如图2.12所示。光纤的根均方带宽的物理含义是：对应于光纤高斯形冲击响应最大函数值的0.61 倍时，自变量时间t的数值。它与光纤模畸变带宽的关系为
单模光纤与多模光纤的色散
单模光纤与多模光纤的色散2007-10-18 08:20在对光纤进行分类时，严格地来讲应该从构成光纤的材料成分、光纤的制造方 法、光纤的传输点模数、光纤横截面上的折射率分布和工作波长等方面来分类。 现在计算机网络中最常采用的分类方法是根据传输点模数的不同进行分类。根 据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定 角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用 发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散 (因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同， 这种特征称为模分散。)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此， 多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较 低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传 播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频 带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高，通常在建筑物之 间或地域分散时使用。同时，单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点， 也是光纤通信与光波技术发展的必然趋势。 多模光纤又根据其包层的折射率进一步分为突变型折射率和渐变型折射率。以 突变型折射率光纤作为传输媒介时，发光管以小于临界角发射的所有光都在光 缆包层接口进行反射，并通过多次内部反射沿纤心传播。这种类型的光缆主要 适用于适度比特率的场合，多模突变型折射率光纤的散射通过使用具有可变折 射率的纤心材料来减小，折射率随离开纤心的距离增加导致光沿纤心的传播好 象是正弦波。将纤心直径减小到一种波长（3-10um），可进一步改进光纤的性 能，在这种情况下，所有发射的光都沿直线传播，这种光纤称为单模光纤，这 种单模光纤通常使用ＩＬＤ(注入式激光二极管)作为发光组件，可操作的速率 为数百Mbps。从上述三种光纤接受的信号看，单模光纤接收的信号与输入的 信号最接近，多模渐变型次之，多模突变型接收的信号散射最严重，因而它所 获得的速率最低。 一、概述 色散是光纤的传输特性之一。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，因此，色散反应了光脉冲沿光纤传播时的展宽。光纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，从而形成传
光纤的色散
光纤的色散 ---- 由于光纤中所传信号的不同频率成分，或信号能量的各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。从机理上说，光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。光纤色散如图2-19所示。 图2-19 光纤色散 ---- 单模光纤中只传输基模(主模) HE 11 ( LP 01 ),总色散由材料色散、波导色散组成。这两种色散都与波长有关，所以单模光纤的总色散也称为波长色散。 光纤的波长色散系数是单位光纤长度的波长色散，通常用表示，单位为 。光纤的波长色散总系数为：
(2-77) 是纯材料色散系数，为： (2-78) 为波导色散系数，为： (2-79) 式中，为信号的波长；为真空中的光速；为光纤材料的折射率；为信号的相位传播常数。 2．5．1 材料色散 ---- 材料色散：是光纤材料的折射率随频率（波长)而变，可使信号的各频率（波长)群速度不同引起色散，如图2-20所示。
图2-20 材料色散 2．5．2 波导色散 ---- 波导色散是模式本身的色散。即指光纤中某一种导波模式在不同的频率下，相位常数不同，群速度不同而引起的色散。 ---- 波导色散是光纤波导结构参数的函数，如图2-21所示。从图中可看出，在 一定的波长范围内，波导色散与材料色散相反为负值，其幅度由纤芯半径、 相对折射率差及剖面形状决定。通常通过采用复杂的折射率分布形状和改变剖面结构参数的方法获得适量的负波导色散来抵消石英玻璃的正色散，从而达到移动零色散波长的位置，即使光纤的总色散在所希望的波长上实现总零色散和负色散的目的。正是这种方法才研制出色散位移光纤、非零色散位移光纤。
光纤通信复习题
1，利用光导纤维传输光波信号的通信方式称为光纤通信。（填空） 2，目前光纤通信的实用工作波长在近红外区，即0.8～1.8μm的波长区，对应的频率为167～375THz（太赫兹），目前光纤通信的使用工作波长，即0.85μm， 1.31μm，及1.55μm。 3，光纤通信的优越性： 答：1，传输频带宽，通信容量大； 2，传输损耗小，中继距离长； 3，抗电磁干扰能力强； 4，光纤线径细，重量轻，而且制作光纤的资源丰富。 4，光纤通信网络的发展趋势： 答：1，全光网（AON）； 2，SDH技术； 3，波分复用技术； 5，光纤通信的关键技术 答：1，大容量，超长距离传输技术； 1）正交频分复用； 2）光时分复用； 3）偏振复用。 2，全光缓存器； 3，光层调度技术。 该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。（如下图） 6，光纤的结构，涂敷层，包层，纤芯。（填空） 7，光纤的分类： 横截面折射率划分：1.阶跃型光纤； 2.渐进型光纤； 传输模式划分：1.单模管钱； 2.多模光纤。 8，全反射：若入射角θ再增大，光就不再进入第二种介质了，入射光全部被反射回来，这种现象称为全反射。 9，自聚焦：渐变型光纤中，不同射线具有相同轴向速度的现象称之为自聚焦现象。 10，在导波系统中，截止波长最长的模式最低哦，称之为基模，其余所有模式均为高次模。LP01最低工作模，LP11第一个高次模0 光纤通信系统中色散补偿技术 蒋玉兰 (浙江华达集团富阳，31 1400) 【摘要】本文叙述了光通信系统中一个重要的参数—色散，以及G65光纤通信系统的色散补偿技术。文章还详细说明了各种补偿技术原理，并比较其优缺点。最后强调说明色散补偿就是用来补偿光纤线路色散和非线性失真的技术。 1概述 光纤通信的发展方向是高速率、大容量。它从PDH 8 Mb/s, 34Mb/s,140Mb/s, 565Mb/s 发展到SDH 155Mb/s，622Mb/s，2.5Gb/s，10Gb/s。现在又进展为波分复用WDM、密集型波分复用DWDM。同时，光纤的结构从G652、G653、G654，发展到G655，以及G652C 类。光纤的技术指标很多，其中色散是其主要的技术指标之一。 色散就是指不同颜色(不同频率)的光在光纤中传输时，由于具有不同的传播速度而相互分离。单模光纤主要色散是群时延色散，即波导色散和材料色散。这些色散都会导致光 脉冲展宽，导致信号传输时的畸变和接收误码率的增大。 对于新建工程新敷设高速率或WDM光缆线路，可以采用非零色散位移光纤（NZ-DCF），ITU一T将这种光纤定名为G655。G655光纤在1 550 nm处有非零色散，但数值很小（0.1~10.0pb/nm·km）。其色散值可以是正，也可以是负。若采用色散管理技术，可以在很长距离上消除色散的积累。同时，对WDM系统的四波混频现象也可压得很低，有利于抑制非线性效应的影响。 自从光纤通信商用开始，至今20余年，国内外已大量敷设了常规单模光纤(G652)的 光缆，这类光缆工作在1550nm波段时，有18ps/nm·km的色散，成为影响中继距离的主要因素。所以，对高速率长距离的系统必须要考虑色散补偿问题。 光纤色散产生的因素有:材料色散、波导色散、模式色散等等。但主要是前面两项因素引起不同波长的光在光纤中传播造成群时延差。解决光信号色散引起群时延差的方法就是色散补偿技术。 2光纤色散述语 色散: 光源光谱组成中的不同波长的不同群速度在一根光纤中传输所引起的光脉冲展宽。 材料色散: 因折射率随光的波长不同呈非线性，所以产生材料色散。由单模光纤的纤芯和包层材料所引起的色散，考虑到光纤的弱导条件(△< 引言（BPM） 光纤是用于制造光纤定向耦合器和用于发射和从集成光波导在其中一个小的长纤维是采用一个设备接收的光的任何装置的一个重要组成部分，以模拟为一个纤维所需的唯一特性是有效模指数和模场分布。 本课介绍了如何使用3D模式求解器的设计和表征渐变折射率光纤。 在您开始这一课 ?熟悉在第1课的程序：入门。 分级指数- 核心光纤（BPM） 渐变折射率芯纤维与α -在纤芯折射率分布通常期望 在电信，比如移位的零色散波长以1.55 microns.We将展示设计为一个三角芯光纤多个应用程序（α= 1）。我们也将在3D模式求解的结果与OptiFiber测试的有限差分法比较。 光纤参数和三角芯光纤的折射率分布（BPM） 纤芯半径：3.00μ米 芯的折射率：1.48 包层的折射率：1.444 波长：1.55μ米 图1：一个三角芯光纤的折射率分布 该程序是： ?创建材料 ?定义用户变量 ?定义用户功能 ?定义用户定义的配置文件?定义布局设置 ?创建线性波导纤维 ?设定模拟参数 ?查看折射率分布（XY切）?计算模式 用户功能简介（BPM） 三角芯纤维可以被定义为： 为了实现在用户功能简介上面的公式，我们将首先解释了用户变量和用户功能（见表12）。 表12：用户变量和用户功能 因此，三角芯纤维的公式可以定义如下： 的限制，如下所示： 开发用户自定义配置文件（BPM） 为了定义配置文件，请执行以下步骤。 创建材料 步行动 1 从文件菜单中选择新建。牛逼，他的初始属性对话框出现。 2 单击配置文件和材料。?他个人设计师打开。 3 在材料文件夹，右键单击该介质文件夹并选择新建。?他介质对话框。 4 创建下面的电介质材料：姓名：包层 二维各向同性标签 折光率（回复）：1.444 三维各向同性标签 折光率（回复）：1.444 5 点击S 撕毁。?他新的电介质材料储存在资料夹中。 光纤的类型型号和特点 上面这个图是LC到LC的，LC就是路由器常用的SFP，mini GBIC所插的线头 FC转SC，FC一端插光纤步线架，SC一端就是catalyst也好，其他也好上面的GBIC所插线缆。 ST到FC，对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型，另一端FC连的是光纤步线架 Sc到Sc两头都是GBIC的 SC到LC，一头GBIC,另一头MINI-GBIC 各种光纤接口类型介绍 光纤接头 FC 圆型带螺纹(配线架上用的最多) ST 卡接式圆型 SC 卡接式方型(路由器交换机上用的最多) PC 微球面研磨抛光 APC 呈8度角并做微球面研磨抛光 MT-RJ 方型,一头双纤收发一体( 华为8850上有用) 光纤模块:一般都支持热插拔, GBIC Giga Bitrate Interface Converter, 使用的光纤接口多为SC或ST型 SFP 小型封装GBIC,使用的光纤为LC型 使用的光纤: 单模: L ,波长1310 单模长距LH 波长1310,1550 多模:SM 波长850 SX/LH表示可以使用单模或多模光纤 -------------------------------------------------------------------------------- 在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下 “/”前面部分表示尾纤的连接器型号 “SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头 “LC”接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。 “FC”接头是金属接头，一般在ODF侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要多。 连接器的品种信号较多，除了上面介绍的三种外，还有MTRJ、ST、MU等，具体的外观参见下图 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920504379.8 (22)申请日 2019.04.15 (73)专利权人 安徽长荣光纤光缆科技有限公司 地址 239300 安徽省滁州市天长市天汊路 和经十二路交汇处 (72)发明人 张康伟 王彦伟 李波 姚卫刚 霍荣佳 (74)专利代理机构 北京华仁联合知识产权代理 有限公司 11588 代理人 张换君 (51)Int.Cl. G02B 6/42(2006.01) G02B 6/44(2006.01) (54)实用新型名称 一种渐变型折射率的多模塑料光纤 (57)摘要 本实用新型公开了光纤设备技术领域的一 种渐变型折射率的多模塑料光纤，包括多模光 纤、发射装置和接收装置，所述多模光纤包括光 纤、填充管、加强钢丝、聚乙烯内护套、复合带和 聚乙烯外护套，所述光纤、所述填充管和所述加 强钢丝分布于所述聚乙烯内护套的内部，所述光 纤和所述填充管交叉分布，并且分布于所述加强 钢丝的外部，所述复合带通过胶水粘贴固定于所 述聚乙烯内护套的外部，所述聚乙烯外护套通过 胶水粘贴固定于所述复合带的外部；该渐变型折 射率的多模塑料光纤的设置，结构设计合理，塑 料光纤中模量低，接续时可使用简单POF连接器， POF连接器对电磁干扰不敏感，即使是光纤接续 中心对准产生30mm的偏差也不会影响耦合损耗。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 209784595 U 2019.12.13 C N 209784595 U 权 利 要 求 书1/1页CN 209784595 U 1.一种渐变型折射率的多模塑料光纤，其特征在于：包括多模光纤（100）、发射装置（200）和接收装置（300），所述多模光纤（100）包括光纤（110）、填充管（120）、加强钢丝（130）、聚乙烯内护套（140）、复合带（150）和聚乙烯外护套（160），所述光纤（110）、所述填充管（120）和所述加强钢丝（130）分布于所述聚乙烯内护套（140）的内部，所述光纤（110）和所述填充管（120）交叉分布，并且分布于所述加强钢丝（130）的外部，所述复合带（150）通过胶水粘贴固定于所述聚乙烯内护套（140）的外部，所述聚乙烯外护套（160）通过胶水粘贴固定于所述复合带（150）的外部，所述多模光纤（100）的左端插接于所述发射装置（200）的右侧壁，所述发射装置（200）的内腔右侧壁插接有光发射模块（220），所述发射装置（200）的内腔左侧壁插接有电发射机（230），所述光发射模块（220）电性输出连接所述电发射机（230），所述多模光纤（100）插接于所述接收装置（300）的左侧壁，所述接收装置（300）内腔左侧壁插接有光接收模块（320），所述接收装置（300）内腔右侧壁插接有电接收机（330），所述光接收模块（320）电性输出连接所述电接收机（330）。 2.根据权利要求1所述的一种渐变型折射率的多模塑料光纤，其特征在于：所述光纤（110）包括松套管（111）和纤芯（112），所述纤芯（112）分布于所述松套管（111）的内腔中。 3.根据权利要求1所述的一种渐变型折射率的多模塑料光纤，其特征在于：所述发射装置（200）的顶部通过螺栓安装有第一密封盖（210）。 4.根据权利要求1所述的一种渐变型折射率的多模塑料光纤，其特征在于：所述接收装置（300）的顶部通过螺栓安装有第二密封盖（310）。 2光纤通信系统中色散补偿技术
16.梯度折射率光纤模式
光纤的类型 型号和特点
【CN209784595U】一种渐变型折射率的多模塑料光纤【专利】