光纤技术及应用

《光纤技术及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、研究生选修课程《光纤技术与应用》光纤技术与应用主讲:郑杰电子科学与工程学院zhengjie@jlu.edu.cn主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》前言光纤概论1.光纤（Opticalfiber）：工作在光波段的一种介质波导。(光导纤维——圆柱波导)主要作用——“导光”应用领域——光通信﹑光学传感……2.历史及现状：古代：利用光传递信息的历史至少可以追溯到我国古代的峰火台。主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》近代：1）1880年贝尔(Bell)继发明电话之后又发明“光话”日光光源——大气传输媒质——200m内实现语音信号传递问题：高强度光源和

2、稳定的低损耗传输媒质——未解决2）1960年发明激光——激发了人们对低损耗导光媒质的研究热情——60年代中期，光学玻璃中光传输损耗：1000dB/km问题：此时光源得到了解决，但是传输媒质——还未解决主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》光纤概念的产生：3）高锟*博士1966年提出“光纤”概念[1]，获得2009年诺贝尔物理学奖。——*原香港中文大学校长，，，当时在英格兰标准电信实验室工作，当时在英格兰标准电信实验室工作。。。[1]Kao,K.C.andHockham,G.A.,Pro.IEE,Vol.113,p1151(1966)。。。4）1970

3、年美国康宁(Corning)玻璃公司——拉出损耗为20dB/km(在800nm波段)的(石英)光纤。目前：光纤在1550nm波段的损耗：0.2dB/km。——最好结果：0.16dB/km。主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》【历史资料】瑞典皇家科学院诺贝尔奖委员会宣布，，，将，将将将2009年度诺贝尔物理学奖授予授予一名中国香港科学家高锟和两名美国科学家博伊尔(WillardS.Boyle)和史密斯斯斯(GeorgeE.Smith)。。。他们的研究成果为互联网和数码成像图像技术奠定基础，，，成就了现代通，成就了现代通信信信，信，，，彻底改变了人们的

4、日常生活彻底改变了人们的日常生活。。。科学家高锟因因因科学家博伊尔为为为“在光学通信领和史密斯因“发明成像半导体电路——域中光传输的开创性成就”而获奖。。。CCD图像传感器”获此殊荣。。。高锟被誉为“光纤之父”。主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》3.光纤结构:多模光纤：芯径:50μm(阶跃折射率)折射率差:0.015(渐变折射率)单模光纤：芯径:7～9μm折射率差:0.015Fibercore:光纤纤芯125μm(标准裸光纤直径)Fibercladding:光纤包层纤芯+包层=裸光纤主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》Standardsin

5、gle-modetelecommunicationfiberSMF-28Corediameter8.2μmCladdingdiameter125μmCoatingdiameter245μmCut-offwavelength1260nmNumericalaperture0.14Attenuationat1550nm<0.2dB/kmCore-claddingindexdifference0.35%CorningInc.-2002主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》瑞利散射(Rayleigh)4.光纤的损耗(Lossesinopticalfibers)

6、:吸收(Absorption)单位:dB/km(分贝/公里)弯曲(Bendoffiber)沿光纤长度上任一点的光功率表示为：p(z)=p)0(e-a'zα’为衰减系数(即损耗),单位：(km)-1,m-1,(cm)-1,通常以“分贝(dB)”来表示光纤的损耗，每单位长度光纤衰减的分贝数定义：10p(z)a=-log»3.4a'(dBkm)zp()0主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》p/pα[dB/km]Impliesoutin0.001300.1%transmission0.01201%transmission0.11010%tran

7、smission0.5350%transmission10优点:2-3几个级联部件的衰减可用加法计算.10-10a=-(10z)log(pp)[dB/km]outin100-201000-30主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与应用》5.光功率的dBm表示:P[mW]P[dBm]1在通信中,传输信号的功率非常低,100030都是毫瓦(mW)量级,为了表示这种信10020号的功率,设定参考点以1mW计,[dBm]1010表示为:23p[dBm]=10log(p11mW)100.5-3[1mW]=[0dBm]0.1-100.01-20功率[dBm]数值大于1

8、mW为正数,小于1mW为负数0.001-30主讲:郑杰研究生选修课程《光纤技术与