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鑫安安防論光纖
作者:陜西鑫安安防科技集團有限責任公司 發布日期:2018-07-24 10:38

 鑫安安防論光纖

  做安防監控工程都會發現,光纖會發生衰減和損耗,但是大部分的人卻不知道損耗的原因。其實光纖衰減的原因有以下幾種。

  

鑫安安防論光纖

 

  1、材料的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,產生振動、發熱,而將能量散失掉,這樣就產生了吸收損耗。在光纖中,當某一能級的電子受到與該能級差相對應的波長的光照射時,則位于低能級軌道上的電子將躍遷到能級高的軌道上。這一電子吸收了光能,就產生了光的吸收損耗。

  2、散射損耗在黑夜里,用手電筒向空中照射,可以看到一束光柱。人們也曾看到過夜空中探照燈發出粗大光柱。那么,為什么我們會看見這些光柱呢?這是因為有許多煙霧、灰塵等微小顆粒浮游于大氣之中,光照射在這些顆粒上,產生了散射,就射向了四面八方。這個現象是由瑞利最先發現的,所以人們把這種散射命名為"瑞利散射"。散射是怎樣產生的呢?原來組成物質的分子、原子、電子等微小粒子是以某些固有頻率進行振動的,并能釋放出波長與該振動頻率相應的光。粒子的振動頻率由粒子的大小來決定。粒子越大,振動頻率越低,釋放出的光的波長越長;粒子越小,振動頻率越高,釋放出的光的波長越短。這種振動頻率稱做粒子的固有振動頻率。但是這種振動并不是自行產生,它需要一定的能量。一旦粒子受到具有一定波長的光照射,而照射光的頻率與該粒子固有振動頻率相同,就會引起共振。粒子內的電子便以該振動頻率開始振動,結果是該粒子向四面八方散射出光,入射光的能量被吸收而轉化為粒子的能量,粒子又將能量重新以光能的形式射出去。因此,對于在外部觀察的人來說,看到的好像是光撞到粒子以后,向四面八方飛散出去了。光纖內也有瑞利散射,由此而產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。但是,由于瑞利散射損耗的大小與光波長的4次方成反比,所以光纖工作在長波長區時,瑞利散射損耗的影響可以大大減小。

  

鑫安安防論光纖

 

  3、先天不足,愛莫能助光纖結構不完善,如由光纖中有氣泡、雜質,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。這種損耗是可以想辦法克服的,那就是要改善光纖制造的工藝。 散射使光射向四面八方,其中有一部分散射光沿著與光纖傳播相反的方向反射回來,在光纖的入射端可接收到這部分散射光。光的散射使得一部分光能受到損失,這是人們所不希望的。但是,這種現象也可以為我們所利用,因為如果我們在發送端對接收到的這部分光的強弱進行分析,可以檢查出這根光纖的斷點、缺陷和損耗大小。這樣,通過人的聰明才智,就把壞事變成了好事.光纖的損耗近年來,光纖通信在許多領域得到了廣泛的應用。實現光纖通信,一個重要的問題是盡可能地降低光纖的損耗。所謂損耗是指光纖每單位長度上的衰減,單位為dB/km。光纖損耗的高低直接影響傳輸距離或中繼站間隔距離的遠近,因此,了解并降低光纖的損耗對光纖通信有著重大的現實意義。

  4、光纖的散射損耗光纖內部的散射,會減小傳輸的功率,產生損耗。散射中最重要的是瑞利散射,它是由光纖材料內部的密度和成份變化而引起的。光纖材料在加熱過程中,由于熱騷動,使原子得到的壓縮性不均勻,使物質的密度不均勻,進而使折射率不均勻。這種不均勻在冷卻過程中被固定下來,它的尺寸比光波波長要小。光在傳輸時遇到這些比光波波長小,帶有隨機起伏的不均勻物質時,改變了傳輸方向,產生散射,引起損耗。另外,光纖中含有的氧化物濃度不均勻以及摻雜不均勻也會引起散射,產生損耗。

  

鑫安安防論光纖

 

  5、波導散射損耗這是由于交界面隨機的畸變或粗糙所產生的散射,實際上它是由表面畸變或粗糙所引起的模式轉換或模式耦合。一種模式由于交界面的起伏,會產生其他傳輸模式和輻射模式。由于在光纖中傳輸的各種模式衰減不同,在長距離的模式變換過程中,衰減小的模式變成衰減大的模式,連續的變換和反變換后,雖然各模式的損失會平衡起來,但模式總體產生額外的損耗,即由于模式的轉換產生了附加損耗,這種附加的損耗就是波導散射損耗。要降低這種損耗,就要提高光纖制造工藝。對于拉得好或質量高的光纖,基本上可以忽略這種損耗。

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