光纤的特性与参数
2、单模光纤的特性参数
① 衰耗系数a
其规定与物理含义与多模光纤完全相同，在此不多叙述。
② 色散系数D(λ)
我们已经知道，光纤的色散可以分为三大部分即模式色散、材料色散与波导色散。而对于单模光纤而言，由于实现了单模传输所以不存在模式色散的问题，故其色散主要表现为材料色散与波导色散（统称模内色散）。
综合考虑单模光纤的材料色散与波导色散，统称色散系数。色散系数可以这样理解：每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉冲展宽值。因此，L公里光纤由色散引起的脉冲展宽值为：
σ=δλ·D（λ）·L （2.17）
其中：δλ为光源谱宽σ为根均方展宽值色散系数越小越好。光纤的色散系数越小，就意味着其带宽系数越大即传输容量越大。例如CCITT 建议在波长1.31 微米处单模光纤的色散系数应小于3.5ps/km.nm。经过计算，其带宽系数在25000MHz·km 以上，是多模光纤的60多倍（多模光纤的带宽系数一般在1000MHz·km 以下）。
③ 模场直径d
模场直径表征单模光纤集中光能量的程度。
由于单模光纤中只有基模在进行传输，因此粗略地讲，模场直径就是在单模光纤的接收端面上基模光斑的直径（实际上基模光斑并没有明显的边界）。为了直观和便于理解，模场直径可近似地表达为：
可以极其粗略地认为（很不严格的说法），模场直径d 和单模光纤的纤芯直径相近。
④ 截止波长λc
我们知道，当光纤的归一化频率V小于其归一化截止频率Vc时，才能实现单模传输，即在光纤中仅有基模在传输，其余的高次模全部截止。由归一化频率的表达式(2.16)可得
也就是说，除了光纤的参量如纤芯半径，数值孔径必须满足一定条件外，要实现单模传输还必须使光波波长大于某个数值，即λ≥λc，这个数值就叫做单模光纤的截止波长。
因此，截止波长λc的含义是，能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长。也就是说，尽管其它条件皆满足，但如果光波波长不大于单模光纤的截止波长，仍不可能实现单模传输。
以上我们简单介绍了多模光纤与单模光纤几项重要的特性参数，尽管光纤的特性参数很多，但作为一个系统工作者能了解上述特性参数就已经足够了。
|
