單模光纖參數(shù)

單模光纖：中心玻璃芯很細(xì)（芯徑一般為9或10μm），只能傳一種模式的光纖。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。后來又發(fā)現(xiàn)在1.31μm波長處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一為正、一為負(fù)，大小也正好相等。

這樣，1.31μm波長區(qū)就成了光纖通信的一個(gè)很理想的工作窗口，也是現(xiàn)在實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段1.31μm常規(guī)單模光纖的主要參數(shù)是由國際電信聯(lián)盟ITU-T在G652建議中確定的，因此這種光纖又稱G652光纖。

單模光纖的特性參數(shù)如下：

①衰耗系數(shù)a：其規(guī)定與物理含義與多模光纖完全相同，在此不多敘述。

②色散系數(shù)D（λ）：我們已經(jīng)知道，光纖的色散可以分為三大部分即模式色散、材料色散與波導(dǎo)色散。而對(duì)于單模光纖而言，由于實(shí)現(xiàn)了單模傳輸所以不存在模式色散的問題，故其色散主要表現(xiàn)為材料色散與波導(dǎo)色散（統(tǒng)稱模內(nèi)色散）。綜合考慮單模光纖的材料色散與波導(dǎo)色散，統(tǒng)稱色散系數(shù)。色散系數(shù)可以這樣理解：每公里的光纖由于單位譜寬所引起的脈沖展寬值。因此，L公里光纖由色散引起的脈沖展寬值為：σ=δλ·D（λ）·L（2.17）其中：δλ為光源譜寬σ為根均方展寬值色散系數(shù)越小越好。光纖的色散系數(shù)越小，就意味著其帶寬系數(shù)越大即傳輸容量越大。例如CCITT建議在波長1.31微米處單模光纖的色散系數(shù)應(yīng)小于3.5ps/km.nm。經(jīng)過計(jì)算，其帶寬系數(shù)在25000MHz·km以上，是多模光纖的60多倍（多模光纖的帶寬系數(shù)一般在1000MHz·km以下）。

③模場(chǎng)直徑d：模場(chǎng)直徑表征單模光纖集中光能量的程度。由于單模光纖中只有基模在進(jìn)行傳輸，因此粗略地講，模場(chǎng)直徑就是在單模光纖的接收端面上基模光斑的直徑（實(shí)際上基模光斑并沒有明顯的邊界）?？梢詷O其粗略地認(rèn)為（很不嚴(yán)格的說法），模場(chǎng)直徑d和單模光纖的纖芯直徑相近。

④截止波長λc：我們知道，當(dāng)光纖的歸一化頻率V小于其歸一化截止頻率Vc時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)單模傳輸，即在光纖中僅有基模在傳輸，其余的高次模全部截止。也就是說，除了光纖的參量如纖芯半徑，數(shù)值孔徑必須滿足一定條件外，要實(shí)現(xiàn)單模傳輸還必須使光波波長大于某個(gè)數(shù)值，即λ≥λc，這個(gè)數(shù)值就叫做單模光纖的截止波長。因此，截止波長λc的含義是，能使光纖實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞴獠úㄩL。也就是說，盡管其它條件皆滿足，但如果光波波長不大于單模光纖的截止波長，仍不可能實(shí)現(xiàn)單模傳輸。