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、拉(la)伸(shen)受(shou)力(li)也(ye)會(hui)引(yin)起(qi)損(sun)耗(hao)。這(zhe)些(xie)都(dou)是(shi)光(guang)纖(xian)使(shi)用(yong)條(tiao)件(jian)引(yin)起(qi)的(de)損(sun)耗(hao)。究(jiu)其(qi)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin)是(shi)在(zai)這(zhe)些(xie)條(tiao)件(jian)下(xia)，光(guang)纖(xian)纖(xian)芯(xin)中(zhong)的(de)傳(chuan)輸(shu)模(mo)式(shi)發(fa)生(sheng)了(le)變(bian)化(hua)。附(fu)加(jia)損(sun)耗(hao)是(shi)可(ke)以(yi)盡(jin)量(liang)避(bi)免(mian)的(de)。下(xia)麵(mian)
，我(wo)們(men)隻(zhi)討(tao)論(lun)光(guang)纖(xian)的(de)固(gu)有(you)損(sun)耗(hao)。

固(gu)有(you)損(sun)耗(hao)中(zhong)
，散(san)射(she)損(sun)耗(hao)和(he)吸(xi)收(shou)損(sun)耗(hao)是(shi)由(you)光(guang)纖(xian)材(cai)料(liao)本(ben)身(shen)的(de)特(te)性(xing)決(jue)定(ding)的(de)，在(zai)不(bu)同(tong)的(de)工(gong)作(zuo)波(bo)長(chang)下(xia)引(yin)起(qi)的(de)固(gu)有(you)損(sun)耗(hao)也(ye)不(bu)同(tong)。搞(gao)清(qing)楚(chu)產(chan)生(sheng)損(sun)耗(hao)的(de)機(ji)理(li)

，定(ding)量(liang)地(di)分(fen)析(xi)各(ge)種(zhong)因(yin)素(su)引(yin)起(qi)的(de)損(sun)耗(hao)的(de)大(da)小(xiao)，對(dui)於(yu)研(yan)製(zhi)低(di)損(sun)耗(hao)光(guang)纖(xian)
，合(he)理(li)使(shi)用(yong)光(guang)纖(xian)有(you)著(zhe)極(ji)其(qi)重(zhong)要(yao)的(de)意(yi)義(yi)。

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；四si是shi外wai界jie空kong氣qi的de進jin入ru帶dai來lai了le水shui蒸zheng氣qi。然ran而er，現xian在zai的de製zhi造zao工gong藝yi已yi經jing發fa展zhan到dao了le相xiang當dang高gao的de水shui平ping，氫qing氧yang根gen的de含han量liang已yi經jing降jiang到dao了le足zu夠gou低di的de程cheng度du，它ta對dui光guang纖xian的de影ying響xiang可ke以yi忽hu略lve不bu計ji了le。

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)。

guangxianneiyeyouruilisanshe，youcierchanshengdeguangsunhaojiuchengweiruilisanshesunhao。jianyumuqiandeguangxianzhizaogongyishuiping，keyishuoruilisanshesunhaoshiwufabimiande。danshi，youyuruilisanshesunhaodedaxiaoyuguangbochangde4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-包bao層ceng交jiao界jie麵mian不bu平ping滑hua等deng
，光guang線xian傳chuan到dao這zhe些xie地di方fang時shi，就jiu會hui有you一yi部bu分fen光guang散san射she到dao各ge個ge方fang向xiang，造zao成cheng損sun耗hao。這zhe種zhong損sun耗hao是shi可ke以yi想xiang辦ban法fa克ke服fu的de，那na就jiu是shi要yao改gai善shan光guang纖xian製zhi造zao的de工gong藝yi。

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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