光纖通信畢業(yè)論文

1、1淺析多模光纖的彎曲損耗淺析多模光纖的彎曲損耗費秀男（黑龍江大學電子工程學院，黑龍江哈爾濱150080）摘要：隨著光通訊、光網(wǎng)絡、光傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖已經(jīng)被廣泛應用于上述系統(tǒng)作為信息載體和敏感元件。多模光纖以其結(jié)構(gòu)簡單、芯徑大、耦合效率高，損耗、色散較大而被廣泛應用于小型局域網(wǎng)，局域網(wǎng)的鋪設(shè)線路上往往彎曲較多。因此，研究彎曲對多模光纖所傳輸信號的衰減對于合理構(gòu)建和鋪設(shè)局域網(wǎng)是十分必要的。為此，我們實驗研究了62.5微米芯徑多模石英光纖

2、在相同圈數(shù)不同彎曲半徑和相同彎曲半徑不同圈數(shù)情況下的彎曲損耗，得到了如下結(jié)論：（1）多模光纖彎曲時有一個4.5厘米到5厘米的臨界值。（2）當彎曲半徑大于臨界值時，彎曲不對損耗產(chǎn)生影響，當彎曲半徑小于臨界值時，彎曲半徑越小則損耗越大；（3）當彎曲圈數(shù)到一定程度時，彎曲圈數(shù)不影響損耗。關(guān)鍵詞：多模光纖；彎曲損耗；彎曲半徑1.1引言當今的信息時代是以兩大技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展為基礎(chǔ)，同時也是以這兩大技術(shù)為支撐的。其一是包括超大規(guī)模集成電路在內(nèi)的計算

3、機技術(shù)，它使信息處理能力成百萬倍的提高其二就是以半導體激光器、光纖和光電子器件為主力軍的通信和網(wǎng)絡技術(shù)，它使信息傳輸能力成百上萬倍地提高。1966年，英籍華人高錕博士(當時工作于英國標準電信研究所)深入研究了光在石英玻璃纖維中的嚴重損耗問題，發(fā)現(xiàn)了這種玻璃纖維引起光損耗的主要原因，突破了應用的瓶頸，奠定了光纖通信的基礎(chǔ)；在高錕理論的指導下，1970年美國的康寧公司拉出了第一根損耗為20dBkm的光纖，日本也做出了超低損耗的光纖(損耗為0

4、.2dBkm，波長為1.55μm)，二十世紀九十年代中期，由于摻鉺光纖放大器的實用化推動了波分復用技術(shù)的實用化，實現(xiàn)了Tbits量級的傳輸速率；近年來光交叉連接，光分插復用光突發(fā)交換，光分組交換，無源光網(wǎng)絡等技術(shù)應運而生，并得到迅速的發(fā)展。光電子集成，光纖傳感器及傳感系統(tǒng)等多種技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，并在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應用[2]。1.2光纖的發(fā)展歷史、種類及用途1.2.1光纖的發(fā)展歷史光纖的發(fā)展，大致可以分為三個階段：3（1）石

5、英光纖。這種光纖的損耗低，工作波長在1.55微米時損耗可降到0.15dB／km，工作波長在0.85微米時，損耗為30dB／km（2）多組分玻璃光纖。這種光纖由普通光學玻璃拉制而成，損耗也較低，如鈉－硼硅酸鹽玻璃光纖，工作波長在0.63微米時，最低損耗為3.4dB／km。（3）塑料光纖。這種光纖是用兩種以上的高分于材料共聚而成。它與石英光纖相比具有重量輕、成本低、柔軟性好、加工方便等優(yōu)點，但損耗較大。工作波長0.63微米時達到100~20

6、0dB／km?；诖嗽颍芰瞎饫w的應用有限。（4）多模光纖?？捎蒙鲜鏊胁牧现谱鳌６嗄９饫w又可以分為階躍式和漸變式兩種。多模光纖可以說是第一種廣泛應用于實際的光纖，直到現(xiàn)在，它還發(fā)揮著不可替代的作用。（5）單模光纖?；緱l件是芯徑足夠小，光纖中傳輸模式只有一個。單模光纖以其損耗低、頻帶寬、容量大、成本低、易于擴容等優(yōu)點，成為一種理想的長距離通信介質(zhì)得到廣泛的應用。單模光纖傳輸信號的速度遠遠高于多模光纖，無中繼傳播距離大于幾千米。（6）

7、聚合物光纖。目前通信的主干線已實現(xiàn)了以石英單模光纖為基質(zhì)的通信但是，在接入網(wǎng)和光纖入戶(FTTH)工程中，石英單模光纖卻遇到了較大的困難。由于石英單模光纖的纖芯很細（610μm），光纖的耦合和互接都面臨技術(shù)困難，因為需要高精度的對準技術(shù)。1.3本論文工作的目的、意義和主要內(nèi)容隨著光通訊、光網(wǎng)絡、光傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖已經(jīng)被廣泛應用于上述系統(tǒng)作為信息載體和敏感元件。不同的光纖對光能量和光信息的保真度是不同的。研究并了解不同光纖的傳輸特性將

8、有利于我們合理選材、合理布局，為構(gòu)建最合乎需要、性能最佳的光通訊、光網(wǎng)絡、光傳感系統(tǒng)提供依據(jù)。2光纖傳輸理論光纖傳輸理論分為模式理論和光線理論。模式理論采用波動光學的方法，把光作為電磁波來處理，研究電磁波在光纖中的傳輸規(guī)律，得到光纖中的傳播模式、場結(jié)構(gòu)、傳輸常數(shù)及截止條件。光線理論采用幾何光學的方法可簡單直觀地得到光線在光纖中傳輸?shù)奈锢韴D像。光纖中傳播的模式可分為三類：傳導模：滿足全反射條件的那些模式。其光場分布特點是：在纖芯內(nèi)為駐波場