光纖損耗的原因和分類，如何減少光纖衰減

當光從光纖的一端射入，從另一端射出時，光的強度會減弱。這意味著光信號通過光纖傳播后，光能量衰減了一部分。這說明光纖中有些物質(zhì)或因某種原因，阻擋光信號通過。這就是光纖的傳輸損耗。只有降低光纖損耗，才能使光信號通暢無阻。

一、理解光纖衰減我們可以從以下幾個方面入手，快速進行了解。

【光纖損耗系數(shù)】

為了衡量一根光纖損耗特性的好壞，引入損耗系數(shù)（或稱為衰減系數(shù)）的概念，即傳輸單位長度（1km）光纖所引起的光功率減小的分貝數(shù)，一般用α表示損耗系數(shù)，單位是dB/km。

【造成衰減的主要原因】

（1）本征：是光纖的固有損耗，包括瑞利散射，固有吸收等。

（2）彎曲：光纖彎曲時部分光纖內(nèi)的光會因散射而損失掉，造成損耗。

（3）擠壓：光纖受到擠壓時產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。

（4）雜質(zhì)：光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

（5）不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

（6）對接：光纖對接時產(chǎn)生的損耗，如：不同軸（單模光纖同軸度要求小于0.8μm），端面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。

【光纖損耗的分類】

主要分為固有損耗和附加損耗：固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結(jié)構(gòu)不完善引起的損耗。附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續(xù)損耗。

1、固有損耗

（1）吸收損耗

制造光纖的材料能夠吸收光能。光纖材料中的粒子吸收光能以后，產(chǎn)生振動、發(fā)熱，而將能量散失掉，這樣就產(chǎn)生了吸收損耗。

（2）紫外吸收損耗

紫外吸收損耗是由光纖中傳輸?shù)墓庾恿鲗⒐饫w材料中的電子從低能級激發(fā)到高能級時，光子流中的能量將被電子吸收，從而引起的損耗。

（3）紅外吸收損耗

紅外吸收損耗是由于光纖中傳播的光波與晶格相互作用時，一部分光波能量傳遞給晶格，使其振動加劇，從而引起的損耗。

（4）雜質(zhì)吸收損耗

雜質(zhì)吸收損耗指光纖中的有害雜質(zhì)主要有過渡金屬離子，如鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉻等和OH－等對光的吸收而產(chǎn)生的損耗。

（5）原子缺陷吸收損耗

通常在光纖的制造過程中，光纖材料受到某種熱激勵或光輻射時將會發(fā)生某個共價鍵斷裂而產(chǎn)生原子缺陷，此時晶格很容易在光場的作用下產(chǎn)生振動，從而吸收光能，引起損耗。

（6）散射損耗

因為光線的全反射，光線可以傳輸于光纖核心。粗糙、不規(guī)則的表面，甚至在分子層次，也會使光線往隨機方向反射，稱這現(xiàn)象為漫反射或光散射。光纖內(nèi)也有瑞利散射，由此而產(chǎn)生的光損耗就稱為瑞利散射損耗。鑒于目前的光纖制造工藝水平，可以說瑞利散射損耗是無法避免的。

（7）光纖結(jié)構(gòu)不完整

光纖結(jié)構(gòu)不完善，如由光纖中有氣泡、雜質(zhì)，或者粗細不均勻，特別是芯-包層交界面不平滑等，光線傳到這些地方時，就會有一部分光散射到各個方向，造成損耗。

2、附加損耗

附加損耗是在光纖的鋪設(shè)過程中人為造成的。在實際應(yīng)用中，不可避免地要將光纖一根接一根地接起來，光纖連接會產(chǎn)生損耗。光纖微小彎曲、擠壓、拉伸受力也會引起損耗。這些都是光纖使用條件引起的損耗。

二、如何減少光纖衰減？

我們可以從衰減原因中明白，其中有一部分是難以改變的，這是必然存在的現(xiàn)象，例如紫外線吸收損耗、原子缺陷吸收損耗、散射損耗等，但是附加損耗我們可以從源頭抓起：

1、選用優(yōu)質(zhì)光纖，光纖斷面要保持平整和清潔。進行布線時盡量使用同一批次的光纖，使得種類更為匹配。

2、在前期設(shè)計階段，要提前進行場地勘察，防止光纖受到其他戶外環(huán)境的損害。

3、施工人員的技術(shù)水平也要嚴格把控，減少光纖不必要的彎曲和護套磨損。
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