簡介
光纖損耗概念及分類
一、光纖的吸收損耗
這是由於光纖材料和雜質對光能的吸收而引起的，它們把光能以熱能的形式消耗於光纖中，是光纖損耗中重要的損耗，吸收損耗包括以下幾種：
1、物質本徵吸收損耗
這是由於物質固有的吸收引起的損耗。它有兩個頻帶，一個在近紅外的8～12μm區域裡，這個波段的本徵吸收是由於振動。另一個物質固有吸收帶在紫外波段，吸收很強時，它的尾巴會拖到0.7～1.1μm波段里去。
（1）紫外吸收
光纖損耗光纖材料的電子吸收入射光能量躍遷到高的能級，同時引起入射光的能量損耗，一般發生在短波長範圍。
（2）紅外吸收
光纖損耗光波與光纖晶格相互作用，一部分光波能量傳遞給晶格，使其振動加劇，從而引起的損耗。
（3）本徵吸收曲線
光纖損耗2、摻雜劑和雜質離子引起的吸收損耗
光纖損耗光纖材料中含有躍遷金屬如鐵、銅、鉻等，它們有各自的吸收峰和吸收帶並隨它們價態不同而不同。由躍遷金屬離子吸收引起的光纖損耗取決於它們的濃度。另外，OH－存在也產生吸收損耗，OH－的基本吸收極峰在2.7μm附近，吸收帶在0.5～1.0μm範圍。對於純石英光纖，雜質引起的損耗影響可以不考慮。
解決方法：(1)光纖材料化學提純，比如達到99.9999999%的純度。（2）製造工藝上改進，如避免使用氫氧焰加熱(汽相軸向沉積法)
3、原子缺陷吸收損耗
光纖材料由於受熱或強烈的輻射，它會受激而產生原子的缺陷，造成對光的吸收，產生損耗，但一般情況下這種影響很小。
二、光纖的散射損耗
光纖內部的散射，會減小傳輸的功率，產生損耗。散射中最重要的是瑞利散射，
瑞利散射它是由光纖材料內部的密度和成份變化而引起的。
光纖材料在加熱過程中，由於熱騷動，使原子得到的壓縮性不均勻，使物質的密度不均勻，進而使折射率不均勻。這種不均勻在冷卻過程中被固定下來，它的尺寸比光波波長要小。光在傳輸時遇到這些比光波波長小，帶有隨機起伏的不均勻物質時，改變了傳輸方向，產生散射，引起損耗。另外，光纖中含有的氧化物濃度不均勻以及摻雜不均勻也會引起散射，產生損耗。
三、波導散射損耗
這是由於交界面隨機的畸變或粗糙所產生的散射，實際上它是由表面畸變或粗糙所引起的模式轉換或模式耦合。一種模式由於交界面的起伏，會產生其他傳輸模式和輻射模式。由於在光纖中傳輸的各種模式衰減不同，在長距離的模式變換過程中，衰減小的模式變成衰減大的模式，連續的變換和反變換後，雖然各模式的損失會平衡起來，但模式總體產生額外的損耗，即由於模式的轉換產生了附加損耗，這種附加的損耗就是波導散射損耗。要降低這種損耗，就要提高光纖製造工藝。對於拉得好或質量高的光纖，基本上可以忽略這種損耗。目前的製造工藝基本可以克服波導散射。
商用的多模光纖與單模光纖的損耗譜比較
光纖損耗多模光纖的損耗大於單模光纖：
-多模光纖摻雜濃度高以獲得較大的數值孔徑(本徵散射大)
-由於纖芯-包層邊界的微擾，多模光纖容易產生高階模式損耗
四、光纖彎曲產生的輻射損耗
光纖損耗光纖是柔軟的，可以彎曲，可是彎曲到一定程度後，光纖雖然可以導光，但會使光的傳輸途徑改變。由傳輸模轉換為輻射模，使一部分光能滲透到包層中或穿過包層成為輻射模向外泄漏損失掉，從而產生損耗。當彎曲半徑大於5～10cm時，由彎曲造成的損耗可以忽略。
宏彎：曲率半徑比光纖的直徑大得多的彎曲
微彎：光纖軸線產生微米級的高頻彎曲
光纖損耗的度量
總的來說，光信號在光纖中傳播的時候，其功率隨距離L的增加呈指數衰減：
光纖損耗那么，評價光纖損耗特性可以通過損耗係數來衡量。光纖的損耗係數定義為：
光纖損耗其中L為光纖長度，Pin和Pout分別為輸入和輸出光功率。一般標準單模光纖在1550nm的損耗係數為0.2dB/km。
