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(fèi)秀男（黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150080）摘要：隨著光通訊、光網(wǎng)絡(luò)、光傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖已經(jīng)被廣泛應(yīng)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(jiǎn)單、芯徑大、耦合效率高，損耗、色散較大而被廣泛應(yīng)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(duì)多模光纖所傳輸信號(hào)的衰減對(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)有一個(gè)4.5厘米到5厘米的臨界值。（2）當(dāng)彎曲半徑大于臨界值時(shí)，彎曲不對(duì)損耗產(chǎn)生影響，當(dāng)彎曲半徑小于臨界值時(shí)，彎曲半徑越小則損耗越大；（3）當(dāng)彎曲圈數(shù)到一定程度時(shí)，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(dāng)今的信息時(shí)代是以兩大技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展為基礎(chǔ)，同時(shí)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(jì)算

3、機(jī)技術(shù)，它使信息處理能力成百萬(wàn)倍的提高其二就是以半導(dǎo)體激光器、光纖和光電子器件為主力軍的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它使信息傳輸能力成百上萬(wàn)倍地提高。1966年，英籍華人高錕博士(當(dāng)時(shí)工作于英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所)深入研究了光在石英玻璃纖維中的嚴(yán)重?fù)p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(yīng)用的瓶頸，奠定了光纖通信的基礎(chǔ)；在高錕理論的指導(dǎo)下，1970年美國(guó)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(zhǎng)為1.55μm)，二十世紀(jì)九十年代中期，由于摻鉺光纖放大器的實(shí)用化推動(dòng)了波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化，實(shí)現(xiàn)了Tbits量級(jí)的傳輸速率；近年來光交叉連接，光分插復(fù)用光突發(fā)交換，光分組交換，無源光網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)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(yīng)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(gè)階段：3（1）石

5、英光纖。這種光纖的損耗低，工作波長(zhǎng)在1.55微米時(shí)損耗可降到0.15dB／km，工作波長(zhǎng)在0.85微米時(shí)，損耗為30dB／km（2）多組分玻璃光纖。這種光纖由普通光學(xué)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(zhǎng)在0.63微米時(shí)，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(diǎn)，但損耗較大。工作波長(zhǎng)0.63微米時(shí)達(dá)到100~20

6、0dB／km?；诖嗽?，塑料光纖的應(yīng)用有限。（4）多模光纖?？捎蒙鲜鏊胁牧现谱?。多模光纖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(yīng)用于實(shí)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(gè)。單模光纖以其損耗低、頻帶寬、容量大、成本低、易于擴(kuò)容等優(yōu)點(diǎn)，成為一種理想的長(zhǎng)距離通信介質(zhì)得到廣泛的應(yīng)用。單模光纖傳輸信號(hào)的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)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(xì)（610μm），光纖的耦合和互接都面臨技術(shù)困難，因?yàn)樾枰呔鹊膶?duì)準(zhǔn)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(luò)、光傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于上述系統(tǒng)作為信息載體和敏感元件。不同的光纖對(duì)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(luò)、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(dòng)光學(xué)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(chǎng)結(jié)構(gòu)、傳輸常數(shù)及截止條件。光線理論采用幾何光學(xué)的方法可簡(jiǎn)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(dǎo)模：滿足全反射條件的那些模式。其光場(chǎng)分布特點(diǎn)是：在纖芯內(nèi)為駐波場(chǎng)