多模光纖的彎曲損耗實(shí)驗(yàn)研究何國(guó)財(cái)（吉首大學(xué)物理科學(xué)與信息工程學(xué)院，湖南吉首416000）摘要：隨著光通訊、光網(wǎng)絡(luò)、光傳感技術(shù)的發(fā)展，光纖已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于上述系統(tǒng)作為信息載體和敏感元件。多模光纖以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、芯徑大、耦合效率高，損耗、色散較大而被廣泛應(yīng)用于小型局域網(wǎng)，局域網(wǎng)的鋪設(shè)線路上往往彎曲較多。因此，研究彎曲對(duì)多模光纖所傳輸信號(hào)的衰減對(duì)于合理構(gòu)建和鋪設(shè)局域網(wǎng)是十分必要的。為此，我們實(shí)驗(yàn)研究了62.5微米芯徑多模石英光纖在相同圈數(shù)不同彎曲半徑和相同彎曲半徑不同圈數(shù)情況下的彎曲損耗，得到了如下結(jié)論：（1）多模光纖彎曲時(shí)有一個(gè)4.5厘米到5厘米的臨界值。（2）當(dāng)彎曲半徑大于臨界值時(shí)，彎曲不對(duì)損耗產(chǎn)生影響，當(dāng)彎曲半徑小于臨界值時(shí)，彎曲半徑越小則損耗越大；（3）當(dāng)彎曲圈數(shù)到一定程度時(shí)，彎曲圈數(shù)不影響損耗。關(guān)鍵詞：多模光纖；彎曲損耗；彎曲半徑ExperimentalstudyaboutlossofMulti-moldsopticalfiberinducingbybendingHeGuocai(CollegeofPhysicsScienceandInformationEngineering,JishouUniversity,Jishou,Hunan416000)Abstract：Alongwithdevelopmentoftheopticalcommunication,theopticalnetwork,theopticalsensortechnology,theopticalfiberwidelyisalreadyappliedtotheabovesystemastheinformationcarrierandthesensitiveunit.Multi-moldsopticalfiberhasbeenappliedwidelyintheLANforitssimplestructure,bigcorediameter,highcouplingefficiency,highlywasteandbigdispersion.ThelineofLANalwayshasmanybending,therefore,itisnecessarytoresearchthebendingwasteofthemulti-moldsopticalfiberforconstructingreasonablyandlayingdowntheLAN.Forthis，ithasbeenexperimentalstudythatthebendinglossof62.5-microns-cores-diametersmulti-moldssilicafiberhasthesamenumberofloopwithdifferentradiusandhasthesameradiuswithdifferentnumberofloop,obtainedthefollowingconclusion:(1)Themulti-moldsopticalfiberhaveamarginalwhenhascurving4.5centimetersto5centimeters.(2)Thewindingradiusisbiggerthanmarginal,itisnotinfluencelost.Thewindingradiusismoresmallthelostmorebigwhenthewindingradiussmallerthenmarginal.(3)Windingnumbercircletocertaindegree,thewindingnumbercircledoesnotaffecttheloss.Keyword：Multi-moldsopticalfiber；windingwaste；windingradius目錄摘要關(guān)鍵字AbstractKeywords1.緒論11.1引言11.2光纖的發(fā)展歷史、種類(lèi)及用途21.3本論文工作的目的、意義和主要內(nèi)容82.光纖傳輸理論82.1光纖的模式理論82.2光纖的光線理論113.光纖傳輸特性163.1光纖的損耗、色散和非線性163.2光纖的宏彎損耗、微彎損耗和彎曲過(guò)渡損耗194.多模光纖彎曲損耗的實(shí)驗(yàn)研究234.1實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)方法234.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析245.結(jié)束語(yǔ)28參考文獻(xiàn)29致謝30多模光纖的彎曲損耗實(shí)驗(yàn)研究緒論11緒論1.1引言當(dāng)今的信息時(shí)代是以兩大技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展為基礎(chǔ)，同時(shí)也是以這兩大技術(shù)為支撐的。其一是包括超大規(guī)模集成電路在內(nèi)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，它使信息處理能力成百萬(wàn)倍的提高；其二就是以半導(dǎo)體激光器、光纖和光電子器件為主力軍的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它使信息傳輸能力成百上萬(wàn)倍地提高。1966年，英籍華人高錕博士(當(dāng)時(shí)工作于英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)電信研究所)深入研究了光在石英玻璃纖維中的嚴(yán)重?fù)p耗問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)了這種玻璃纖維引起光損耗的主要原因，突破了應(yīng)用的瓶頸，奠定了光纖通信的基礎(chǔ)；在高錕理論的指導(dǎo)下，1970年美國(guó)的康寧公司拉出了第一根損耗為20dB/km的光纖，日本也做出了超低損耗的光纖(損耗為0.2dB/km，波長(zhǎng)為1.55m)，展現(xiàn)出光纖通信技術(shù)發(fā)展的美好前景。1990年后推出的以電時(shí)分復(fù)用為基礎(chǔ)的單信道光波通信系統(tǒng)，將傳輸速率每五年提高九倍；二十世紀(jì)九十年代中期，由于摻鉺光纖放大器的實(shí)用化推動(dòng)了波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化，實(shí)現(xiàn)了Tbit/s量級(jí)的傳輸速率；近年來(lái)光交叉連接，光分插復(fù)用，光突發(fā)交換，光分組交換，無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到迅速的發(fā)展。進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，光通信行業(yè)擠掉了“泡沫”步入了健康高速發(fā)展的階段，但全光通信網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前與未來(lái)發(fā)展的主要方向之一已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識(shí)，與光信號(hào)處理及智能光交換相關(guān)的技術(shù)仍然保持著蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì)，光電子集成，光纖傳感器及傳感系統(tǒng)等多種技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，并在許多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用2。光纖作為光通信和光傳感系統(tǒng)中的信息載體和敏感元件，得益于它的如下優(yōu)點(diǎn)：（1）它能夠海量的傳輸信息。光纖具有極寬頻帶是其各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)中最重要的優(yōu)點(diǎn)，它使得光纖可以傳送巨大的信息容量。目前光纖通信使用的光載波，頻率在1014Hz量級(jí)，而大量應(yīng)用的微波載體，頻率為1010Hz量級(jí)。原則上講，前者的信息容量比后者大上萬(wàn)倍。理論上講，光纖的帶寬可達(dá)40THz以上(按帶寬等于光頻的10計(jì))，與之相反，微波(頻率4GHz)的帶寬僅為光波的十萬(wàn)分之一，而金屬同軸電纜的帶寬則只有60MHz。在信息需求量不斷迅速增長(zhǎng)的現(xiàn)代社會(huì)，光纖通信系統(tǒng)所具有的潛在巨大容量無(wú)疑具有極其重要的價(jià)值?。?）保密性強(qiáng)。外界的干擾進(jìn)不去，內(nèi)部的光能也能不能漏出來(lái)。用電磁感應(yīng)的辦法來(lái)竊聽(tīng)不再奏效。