光纤的特性

　　各类光纤的传输衰减可分为固有衰减和附加衰减两部分。造成光纤衰减的原因有材料吸收、材料散射以及机械变形等外部原因造成的辐射等，见下表所示。

　　(2)光纤的色散
　　
　　①色散的含义。由不同频率或不同模式（或波长）成分组成的光信号，在光纤中传输过程中，由于群速度不同而引起信号畸变的物理现象称为光纤的色散。
　　
　　光纤的色散分为模式色散（模间畸变）、材料色散和波导色散。后两种色散是某一模式本身的色散，也称模内色散。
　　
　　通常波导色散很小，对多模光纤来说，因模式畸变占主导地位，波导色散可以忽略不计。对于单模光纤来说，由于无模式色散，其带宽仅由波导色散和材料色散两者决定，波导色散的影响就不可忽略。

　　②色散对光信号的影响。光纤的色散导致光信号的波形失真，表现为脉冲展宽，它是光纤的时域特性。脉冲展宽也称为脉冲信号的延时失真，这种延时失真的大小是由光纤的色散特性所决定的。
　　
　　对于数字通信系统，光信号的脉冲展宽是一项重要指标。脉冲展宽过大就会引起相邻脉冲间隙减小，相邻脉冲将会产生部分重叠而使再生中继器发生脉冲判断错误，从而使误码率增多，限制了光纤的传输容量。
　　
　　③光纤带宽。
　　
　　光纤带宽是指光纤不失真地传递信息的速率的大小。光纤的带宽可以用光纤对传输脉冲的展宽来表示。
　　
　　④光纤的机械特性。
　　
　　光纤的机械特性主要包括：抗拉、抗弯曲、抗扭绞性能和耐侧压力等，其中抗拉强度尤为重要。为保证光纤有足够的抗拉强度，在制作中应采取相应措施。
　　
　　石英中的硅氧键(si-0)的结合能是很大的，从理论上推算其抗张强度极高，可达20 gpa以上，与铁的强度相当，比铜的强度高。但是石英的缺点是塑性很差，脆性很大，容易破裂。表面上稍有伤痕就可断裂。若光纤内部有气泡、微粒、杂质等都会使抗拉强度减小。
　　
　　正是由于这些原因，光纤的抗拉强度远没有达到理论值，一般只有100～300 mpa。
　　
　　(5)光纤的温度特性。光纤的温度特性主要取决于光纤本身的质量。石英本身的化学稳定性比金属材料要好，热稳定性也非常优良，可是光纤涂敷材料都采用的是有机物，所以温度变化仍然会对光纤的性能产生不利的影响，其中影响 大的是损耗特性。温度变化导致损耗增加，其原因是光纤受到轴向压缩力，产生微弯曲，导致损耗增大。损耗增加与温度变化量的平方成正比。
　　
　　必须指出的是：在低温（小于0℃）时，随着温度逐渐降低，损耗逐渐增加，大约在-60℃时会突然增大，出现阈值，说明此时微弯曲已发挥明显作用。
　　
　　应合理进行设计，选择适当的涂覆、套塑材料，并对生产工艺进行优化，从而改善光纤的温度性能。

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