1、造成光纖衰減的主要因素有：

本征
，彎曲
，擠壓，雜質，不均勻和對接等。

本征：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

彎曲：光纖彎曲時部分光纖內的光會因散射而損失掉
，造成損耗。

擠壓：光纖受到擠壓時產生微小的彎曲而造成的損耗。

雜質：光纖內雜質吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

對接：光纖對接時產生的損耗
，如：不同軸（單模光纖同軸度要求小於0.8μm），端麵與軸心不垂直，端麵不平，對接心徑不匹配和熔接質量差等。

當(dang)光(guang)從(cong)光(guang)纖(xian)的(de)一(yi)端(duan)射(she)入(ru)，從(cong)另(ling)一(yi)端(duan)射(she)出(chu)時(shi)，光(guang)的(de)強(qiang)度(du)會(hui)減(jian)弱(ruo)。這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)光(guang)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)光(guang)纖(xian)傳(chuan)播(bo)後(hou)，光(guang)能(neng)量(liang)衰(shuai)減(jian)了(le)一(yi)部(bu)分(fen)。這(zhe)說(shuo)明(ming)光(guang)纖(xian)中(zhong)有(you)某(mou)些(xie)物(wu)質(zhi)或(huo)因(yin)某(mou)種(zhong)原(yuan)因(yin)，阻(zu)擋(dang)光(guang)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)。這(zhe)就(jiu)是(shi)光(guang)纖(xian)的(de)傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗(hao)。隻(zhi)有(you)降(jiang)低(di)光(guang)纖(xian)損(sun)耗(hao)
，才(cai)能(neng)使(shi)光(guang)信(xin)號(hao)暢(chang)通(tong)無(wu)阻(zu)。

2


、光纖損耗的分類

光纖損耗大致可分為光纖具有的固有損耗以及光纖製成後由使用條件造成的附加損耗。具體細分如下：

光纖損耗可分為固有損耗和附加損耗。

固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結構不完善引起的損耗。

附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續損耗。

其(qi)中(zhong)，附(fu)加(jia)損(sun)耗(hao)是(shi)在(zai)光(guang)纖(xian)的(de)鋪(pu)設(she)過(guo)程(cheng)中(zhong)人(ren)為(wei)造(zao)成(cheng)的(de)。在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)，不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)地(di)要(yao)將(jiang)光(guang)纖(xian)一(yi)根(gen)接(jie)一(yi)根(gen)地(di)接(jie)起(qi)來(lai)
，光(guang)纖(xian)連(lian)接(jie)會(hui)產(chan)生(sheng)損(sun)耗(hao)。光(guang)纖(xian)微(wei)小(xiao)彎(wan)曲(qu)、擠壓
、lashenshouliyehuiyinqisunhao。zhexiedoushiguangxianshiyongtiaojianyinqidesunhao。jiuqizhuyaoyuanyinshizaizhexietiaojianxia，guangxianxianxinzhongdechuanshumoshifashenglebianhua。fujiasunhaoshikeyijinliangbimiande。xiamian，womenzhitaolunguangxiandeguyousunhao。

guyousunhaozhong
，sanshesunhaohexishousunhaoshiyouguangxiancailiaobenshendetexingjuedingde
，zaibutongdegongzuobochangxiayinqideguyousunhaoyebutong。gaoqingchuchanshengsunhaodejili
，dingliangdifenxigezhongyinsuyinqidesunhaodedaxiao
，duiyuyanzhidisunhaoguangxian，helishiyongguangxianyouzhejiqizhongyaodeyiyi。

3、材料的吸收損耗

製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後，產生振動
、發熱，而將能量散失掉，這樣就產生了吸收損耗。

我們知道
，物質是由原子、分子構成的
，而原子又由原子核和核外電子組成，電子以一定的軌道圍繞原子核旋轉。這就像我們生活的地球以及金星、火(huo)星(xing)等(deng)行(xing)星(xing)都(dou)圍(wei)繞(rao)太(tai)陽(yang)旋(xuan)轉(zhuan)一(yi)樣(yang)，每(mei)一(yi)個(ge)電(dian)子(zi)都(dou)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)的(de)能(neng)量(liang)
，處(chu)在(zai)某(mou)一(yi)軌(gui)道(dao)上(shang)，或(huo)者(zhe)說(shuo)每(mei)一(yi)軌(gui)道(dao)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)確(que)定(ding)的(de)能(neng)級(ji)。距(ju)原(yuan)子(zi)核(he)近(jin)的(de)軌(gui)道(dao)能(neng)級(ji)較(jiao)低(di)，距(ju)原(yuan)子(zi)核(he)越(yue)遠(yuan)的(de)軌(gui)道(dao)能(neng)級(ji)越(yue)高(gao)。軌(gui)道(dao)之(zhi)間(jian)的(de)這(zhe)種(zhong)能(neng)級(ji)差(cha)別(bie)的(de)大(da)小(xiao)就(jiu)叫(jiao)能(neng)級(ji)差(cha)。當(dang)電(dian)子(zi)從(cong)低(di)能(neng)級(ji)向(xiang)高(gao)能(neng)級(ji)躍(yue)遷(qian)時(shi)
，就(jiu)要(yao)吸(xi)收(shou)相(xiang)應(ying)級(ji)別(bie)的(de)能(neng)級(ji)差(cha)的(de)能(neng)量(liang)。

在(zai)光(guang)纖(xian)中(zhong)，當(dang)某(mou)一(yi)能(neng)級(ji)的(de)電(dian)子(zi)受(shou)到(dao)與(yu)該(gai)能(neng)級(ji)差(cha)相(xiang)對(dui)應(ying)的(de)波(bo)長(chang)的(de)光(guang)照(zhao)射(she)時(shi)，則(ze)位(wei)於(yu)低(di)能(neng)級(ji)軌(gui)道(dao)上(shang)的(de)電(dian)子(zi)將(jiang)躍(yue)遷(qian)到(dao)能(neng)級(ji)高(gao)的(de)軌(gui)道(dao)上(shang)。這(zhe)一(yi)電(dian)子(zi)吸(xi)收(shou)了(le)光(guang)能(neng)，就(jiu)產(chan)生(sheng)了(le)光(guang)的(de)吸(xi)收(shou)損(sun)耗(hao)。
製造光纖的基本材料二氧化矽（SiO2）本身就吸收光，一個叫紫外吸收
，另外一個叫紅外吸收。目前光纖通信一般僅工作在0.8～1.6μm波長區
，因此我們隻討論這一工作區的損耗。

石英玻璃中電子躍遷產生的吸收峰在紫外區的0.1～0.2μm波長左右。隨著波長增大，其吸收作用逐漸減小，但影響區域很寬，直到1μm以上的波長。不過，紫外吸收對在紅外區工作的石英光纖的影響不大。例如
，在0.6μm波長的可見光區，紫外吸收可達1dB/km，在0.8μm波長時降到0.2～0.3dB/km，而在1.2μm波長時，大約隻有0.ldB/km.

石英光纖的紅外吸收損耗是由紅外區材料的分子振動產生的。在2μm以上波段有幾個振動吸收峰。由於受光纖中各種摻雜元素的影響，石英光纖在2μm以上的波段不可能出現低損耗窗口

，在1.85μm波長的理論極限損耗為ldB/km.

通過研究，還發現石英玻璃中有一些“破壞分子”在搗亂
，主要是一些有害過渡金屬雜質，如銅
、鐵、鉻、錳等。這些“壞蛋”在光照射下，貪婪地吸收光能，亂蹦亂跳，造成了光能的損失。清除“搗亂分子”，對製造光纖的材料進行格的化學提純
，就可以大大降低損耗。

石英光纖中的另一個吸收源是氫氧根（OHˉ）期的研究，人們發現氫氧根在光纖工作波段上有三個吸收峰，它們分別是0.95μm、1.24μm和1.38μm，其中1.38μm波長的吸收損耗最為嚴重
，對光纖的影響也最大。在1.38μm波長，含量僅占0.0001的氫氧根產生的吸收峰損耗就高達33dB/km.

這zhe些xie氫qing氧yang根gen是shi從cong哪na裏li來lai的de呢ne
？氫qing氧yang根gen的de來lai源yuan很hen多duo，一yi是shi製zhi造zao光guang纖xian的de材cai料liao中zhong有you水shui分fen和he氫qing氧yang化hua合he物wu，這zhe些xie氫qing氧yang化hua合he物wu在zai原yuan料liao提ti純chun過guo程cheng中zhong不bu易yi被bei清qing除chu掉diao

，最zui後hou仍reng以yi氫qing氧yang根gen的de形xing式shi殘can留liu在zai光guang纖xian中zhong
；二是製造光纖的氫氧物中含有少量的水分
；三是光纖的製造過程中因化學反應而生成了水
；sishiwaijiekongqidejinrudailaileshuizhengqi。raner，xianzaidezhizaogongyiyijingfazhandaolexiangdanggaodeshuiping
，qingyanggendehanliangyijingjiangdaolezugoudidechengdu，taduiguangxiandeyingxiangkeyihulvebujile。

4、散射損耗

在(zai)黑(hei)夜(ye)裏(li)，用(yong)手(shou)電(dian)筒(tong)向(xiang)空(kong)中(zhong)照(zhao)射(she)，可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)一(yi)束(shu)光(guang)柱(zhu)。人(ren)們(men)也(ye)曾(zeng)看(kan)到(dao)過(guo)夜(ye)空(kong)中(zhong)探(tan)照(zhao)燈(deng)發(fa)出(chu)粗(cu)大(da)光(guang)柱(zhu)。那(na)麼(me)，為(wei)什(shen)麼(me)我(wo)們(men)會(hui)看(kan)見(jian)這(zhe)些(xie)光(guang)柱(zhu)呢(ne)？這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)有(you)許(xu)多(duo)煙(yan)霧(wu)、灰(hui)塵(chen)等(deng)微(wei)小(xiao)顆(ke)粒(li)浮(fu)遊(you)於(yu)大(da)氣(qi)之(zhi)中(zhong)，光(guang)照(zhao)射(she)在(zai)這(zhe)些(xie)顆(ke)粒(li)上(shang)，產(chan)生(sheng)了(le)散(san)射(she)，就(jiu)射(she)向(xiang)了(le)四(si)麵(mian)八(ba)方(fang)。這(zhe)個(ge)現(xian)象(xiang)是(shi)由(you)瑞(rui)利(li)最(zui)先(xian)發(fa)現(xian)的(de)，所(suo)以(yi)人(ren)們(men)把(ba)這(zhe)種(zhong)散(san)射(she)命(ming)名(ming)為(wei)“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(dian)子(zi)等(deng)微(wei)小(xiao)粒(li)子(zi)是(shi)以(yi)某(mou)些(xie)固(gu)有(you)頻(pin)率(lv)進(jin)行(xing)振(zhen)動(dong)的(de)
，並(bing)能(neng)釋(shi)放(fang)出(chu)波(bo)長(chang)與(yu)該(gai)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)相(xiang)應(ying)的(de)光(guang)。粒(li)子(zi)的(de)振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)由(you)粒(li)子(zi)的(de)大(da)小(xiao)來(lai)決(jue)定(ding)。粒(li)子(zi)越(yue)大(da)
，振(zhen)動(dong)頻(pin)率(lv)越(yue)低(di)，釋(shi)放(fang)出(chu)的(de)光(guang)的(de)波(bo)長(chang)越(yue)長(chang)
；粒li子zi越yue小xiao，振zhen動dong頻pin率lv越yue高gao
，釋shi放fang出chu的de光guang的de波bo長chang越yue短duan。這zhe種zhong振zhen動dong頻pin率lv稱cheng做zuo粒li子zi的de固gu有you振zhen動dong頻pin率lv。但dan是shi這zhe種zhong振zhen動dong並bing不bu是shi自zi行xing產chan生sheng，它ta需xu要yao一yi定ding的de能neng量liang。一yi旦dan粒li子zi受shou到dao具ju有you一yi定ding波bo長chang的de光guang照zhao射she，而er照zhao射she光guang的de頻pin率lv與yu該gai粒li子zi固gu有you振zhen動dong頻pin率lv相xiang同tong，就jiu會hui引yin起qi共gong振zhen。粒li子zi內nei的de電dian子zi便bian以yi該gai振zhen動dong頻pin率lv開kai始shi振zhen動dong，結jie果guo是shi該gai粒li子zi向xiang四si麵mian八ba方fang散san射she出chu光guang

，入ru射she光guang的de能neng量liang被bei吸xi收shou而er轉zhuan化hua為wei粒li子zi的de能neng量liang，粒li子zi又you將jiang能neng量liang重zhong新xin以yi光guang能neng的de形xing式shi射she出chu去qu。因yin此ci
，對dui於yu在zai外wai部bu觀guan察cha的de人ren來lai說shuo
，看kan到dao的de好hao像xiang是shi光guang撞zhuang到dao粒li子zi以yi後hou，向xiang四si麵mian八ba方fang飛fei散san出chu去qu了le。

光(guang)纖(xian)內(nei)也(ye)有(you)瑞(rui)利(li)散(san)射(she)，由(you)此(ci)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)光(guang)損(sun)耗(hao)就(jiu)稱(cheng)為(wei)瑞(rui)利(li)散(san)射(she)損(sun)耗(hao)。鑒(jian)於(yu)目(mu)前(qian)的(de)光(guang)纖(xian)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)水(shui)平(ping)

，可(ke)以(yi)說(shuo)瑞(rui)利(li)散(san)射(she)損(sun)耗(hao)是(shi)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)的(de)。但(dan)是(shi)，由(you)於(yu)瑞(rui)利(li)散(san)射(she)損(sun)耗(hao)的(de)大(da)小(xiao)與(yu)光(guang)波(bo)長(chang)的(de)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。

5
、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-baocengjiaojiemianbupinghuadeng，guangxianchuandaozhexiedifangshi，jiuhuiyouyibufenguangsanshedaogegefangxiang
，zaochengsunhao。zhezhongsunhaoshikeyixiangbanfakefude，najiushiyaogaishanguangxianzhizaodegongyi。

sansheshiguangshexiangsimianbafang

，qizhongyouyibufensansheguangyanzheyuguangxianchuanboxiangfandefangxiangfanshehuilai

，zaiguangxianderusheduankejieshoudaozhebufensansheguang。guangdesansheshideyibufenguangnengshoudaosunshi，zheshirenmensuobuxiwangde。danshi
，zhezhongxianxiangyekeyiweiwomensuoliyong，yinweiruguowomenzaifasongduanduijieshoudaodezhebufenguangdeqiangruojinxingfenxi，keyijianzhachuzhegenguangxiandeduandian


、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。

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