中文官网|English Web|El sitio espa?ol|веб России

光纤连接器!|深圳市科海光器件有限公司|官方网站!
光连接器 光纤连接器 连接器

登录|注册|收藏本站|关于科海|网站地图

服务热线:0755-84528550

热门关键词

公司通过了iso9001认证
当前位置:首页 » 科海学院 » 光纤材料的吸收损耗

光纤材料的吸收损耗

文章出处:科海原创网责任编辑:GAMVIN作者:ARKCOM人气:-发表时间:2013-08-28 09:53:00

   制造光纤的材料能够吸收光能。光纤材料中的粒子吸收光能以后,产生振动、发热,而将能量散失掉,这样就产生了吸收损耗。所有光纤产品,比如粗波分复用器PLC光分路器、光纤跳线等都包含了光纤,光纤中自然就有吸收损耗的存在。
  我们知道,物质是由原子、分子构成的,而原子又由原子核和核外电子组成,电子以一定的轨道围绕原子核旋转。这就像我们生活的地球以及金星、火星等行星都围绕太阳旋转一样,每一个电子都具有一定的能量,处在某一轨道上,或者说每一轨道都有一个确定的能级。距原子核近的轨道能级较低,距原子核越远的轨道能级越高。轨道之间的这种能级差别的大小就叫能级差。当电子从低能级向高能级跃迁时,就要吸收相应级别的能级差的能量。
  在光纤中,当某一能级的电子受到与该能级差相对应的波长的光照射时,则位于低能级轨道上的电子将跃迁到能级高的轨道上。这一电子吸收了光能,就产生了光的吸收损耗。
  制造光纤的基本材料二氧化硅(SiO2)本身就吸收光,一个叫紫外吸收,另外一个叫红外吸收。目前光纤通信一般仅工作在0.81.6μm波长区,因此我们只讨论这一工作区的损耗。
  石英玻璃中电子跃迁产生的吸收峰在紫外区的0.10.2μm波长左右。随着波长增大,其吸收作用逐渐减小,但影响区域很宽,直到1μm以上的波长。不过,紫外吸收对在红外区工作的石英光纤的影响不大。例如,在0.6μm波长的可见光区,紫外吸收可达1dBkm,在0.8μm波长时降到0.20.3dBkm,而在1.2μm波长时,大约只有0.ldBkm
  石英光纤的红外吸收损耗是由红外区材料的分子振动产生的。在2μm以上波段有几个振动吸收峰。由于受光纤中各种掺杂元素的影响,石英光纤在2μm以上的波段不可能出现低损耗窗口,在1.85μm波长的理论极限损耗为1dBkm
  通过研究,还发现石英玻璃中有一些“破坏分子”在捣乱,主要是一些有害过渡金属杂质,如铜、铁、铬、锰等。这些“坏蛋”在光照射下,贪婪地吸收光能,乱蹦乱跳,造成了光能的损失。清除“捣乱分子”,对制造光纤的材料进行格的化学提纯,就可以大大降低损耗。
  石英光纤中的另一个吸收源是氢氧根(OHˉ) 期的研究,人们发现氢氧根在光纤工作波段上有三个吸收峰,它们分别是0.95μm1.24μm1.38μm,其中1.38μm波长的吸收损耗最为严重,对光纤的影响也最大。在1.38μm波长,含量仅占0.0001的氢氧根产生的吸收峰损耗就高达33dB/km
  那么,这些氢氧根是从哪里来的呢?氢氧根的来源很多,一是制造光纤的材料中有水分和氢氧化合物,这些氢氧化合物在原料提纯过程中不易被清除掉,最后仍以氢氧根的形式残留在光纤中;二是制造光纤的氢氧物中含有少量的水分;三是光纤的制造过程中因化学反应而生成了水;四是外界空气的进入带来了水蒸气。然而,现在的制造工艺已经发展到了相当高的水平,氢氧根的含量已经降到了足够低的程度,它对光纤的影响可以忽略不计了,即在各种器件中,粗波分复用器光纤跳线PLC光分路器等的影响可以忽略不计。