超低损耗纯二氧化硅芯光纤概述

对长距离传输系统而言，低损耗光纤是不可缺少的传输媒介，目前世界上已经开发出了超低损耗0．1484dB／km的光纤，刷新了早在1986年创造的0．154dB／km的记录。这种超低损耗光纤是通过改进纯石英(二氧化硅)纤芯而得到的，其大有效截面积为118μm^2，有助于抑制非线性效应。本文也简述了该光纤可能对传输系统的一些影响，传输损耗在宽广的波长范围内(C和L波段)低于0．160dB／km，这对于EDFA(掺铒光纤放大器)系统是非常有吸引力的；在无中继传输系统中，与传统的Ge—SMF光纤相比，低损耗光纤可使传输距离增大33％，当该超低损耗光纤与后向泵谱分布式喇曼放大器结合使用时，有可能使传输距离增大到400km．     

对少模大模场多芯光纤的研究与设计

本文利用空分复用思想,提出了一种新的大模场少模多：占光纤（few—mode fiber,FMF）：详述了空分复用的原理、特点以及目前所存在的问题;同时对该大模场少模多芯光纤研究情况进行了说明。研究结果表明,通过在125μm的包层空间中排列纤：＆成圆对称分布的7根纤芯,在保持少模特性的同时,七芯光纤的基模有效面积达到724．21μm^2,且具有良好的弯曲特性。同时当光纤外层涂低折涂覆时弯曲损耗可忽略。涂高折涂覆时,当弯曲半径小于0．6m,该种光纤的弯曲损耗比阶跃型单模大模场光纤小得多,当弯曲半径大于0．4m,该种光纤的弯曲损耗0．03dB／m,同时基模有效面积能保持在735．99μm^2左右。     

新型超高密度光缆

提出几种采用具有低弯曲损耗的0．25mm直径一次被覆光纤的超高密度光缆。这些光缆在重量和直径方面具有显著的优势，并且易于安装在地下管道的狭小空间内以及住宅区和办公室内。通过试验选择具有最佳低弯曲损耗的光纤，以便获得具有最大光纤密度的光缆。分别获得光纤密度在2．5芯／mm^2、2．7芯／mm^2和5．0芯／mm^2以上，光缆直径为7．0mm^2、9．6mm^2和15．8mm^2的100芯、200芯和1000芯光缆。已经证实，这些光缆的传输性能、机械性能和中跨距接入性能以及光纤的连接性能均很优异。     

FTTH用超低弯曲损耗单模光纤

美国康宁公司的科研人员设计并制造出一种带有纳米级特色环的新型超低弯曲损耗单模光纤。已经证明,该光纤在1550nm波长下和5mm弯曲半径时的弯曲损耗小于0．1dB／圈,其它光学性能参数与标准通信级单模光纤完全一致。     

超低损耗孔助光纤弯曲性能优化设计

建立了弯曲光纤的二维轴对称有限元分析模型,对初始光纤弯曲性能进行了有限元分析,分别计算其弯曲损耗,有效模场面积和连接损耗;选取芯层到下陷层距离b,下陷层宽度c,下陷层深度t,空气孔孔径r为设计变量,以弯曲损耗和连接损耗最小为目标,利用正交试验和灰度关联分析相结合的方法对光纤弯曲性能进行了多因素多目标优化设计。研究结果表明:优化后光纤弯曲损耗从0.127 8 dB/m减小到1.749 810-4 dB/m;有效模场面积从94.741 m2减小到82.37 m2;连接损耗由0.174 3 dB减小到5.80510-4 dB。与标准单模光纤对比发现,新型光纤在弯曲半径为3 mm的情况下,有效模场面积从209.21 m2减小到82.3 m2,连接损耗从7.535 8 dB减小到5.80510-4 dB,大大地降低了光纤的连接损耗。新型光纤在小半径弯曲情况下,也能保证系统的传输质量。     

单模光纤弯曲损耗的测量与分析

提供了弯曲半径从1．7mm到5．8mm，波长从1520nm到1565nm范围内单模光纤弯曲损耗的测试结果。观察到了弯曲损耗呈震荡变化、随着弯曲半径的增加损耗减小，振幅减小，随着波长的增加损耗增加、振幅增大的现象。并利用光纤的耦合模理论对单模光纤弯曲损耗震荡进行了解释。     

用于CO2激光传输的10.6μm波段空心布拉格光纤

空心布拉格光纤是具有一维光子晶体(1DPC)包层和空心芯区的新型光子带隙光纤。针对它在CO2激光传输中的应用,设计和制备了传输波段中心波长在10.6μm的空心布拉格光纤样品。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)可以观察到光纤样品在10.6μm具有明显的透射峰。使用CO2激光,通过截断法测量得到光纤样品在10.6μm的传输损耗为2.35dB/m。测量了不同弯曲曲率下光纤样品的弯曲损耗,结果表明弯曲损耗系数随曲率的增大而线性增长。在接近光纤输出端处,弯曲半径为10cm的光纤90°弯曲引入的附加损耗约为2dB。实验结果论证了光纤样品的CO2激光低损耗传输特性,展现了空心布拉格光纤在提升CO2激光操作灵活性上的应用潜力。     

基于模式耦合的低弯曲损耗大模场带隙光纤研究

提出一种大模场带隙光纤,由排布在正方结构网 格中的高折射率介质柱形成导光机制。采用有 限元法分析了直光纤与弯曲光纤下的模式损耗与模场面积等特性。研究结果表明:这种光纤 具有较宽的带 隙,可同时支持基模和高阶模的传输,两种模式的泄漏损耗均低于1×10－3 dB/m。当光纤弯曲时,其包层会 产生具有强泄露损耗的包层模,并在一定的弯曲半径下与纤芯的高阶模发生强耦合。当弯曲 半径在15～20cm 之间时,基模弯曲损耗小于0.01dB/m,而高阶模损耗大于1dB/m, 因而光纤可以经弯曲实现大模场单模传 输。在1064nm波长处,其直光纤的基模模场面 积为1319.62μm², 而在弯曲状态下的模场仍可达到975.00μm²以上,因而可实现大 模场的低弯曲损耗传输。     

新型抗弯曲单模光子晶体光纤的研究

文章提出了一种对称结构的新型抗弯曲单模光子晶体光纤,采用全矢量有限元法分析了该光纤的单模特性及弯曲特性。在1 550nm波长处,光纤处于单模运转;当弯曲半径为5mm时,弯曲损耗仅为8.73×10-5 dB/圈;最小弯曲半径可达4.5mm,此时弯曲损耗为2.38×10-4 dB/圈;且无论光纤弯曲与否,其在1 550nm波长处的模场面积均约为61μm2,色散系数约为11.13ps/(nm·km),与普通单模光纤相匹配。     

降低光纤接头熔接损耗的方法

光纤熔接采用熔接器作为全自动专用设备，用短暂电弧烧熔两根光纤端面使之连成一体，将两段光缆中需要连接的光纤分别连接起来。采用该连接方法光纤接头体积小，机械强度高，光纤接续后性能稳定，因而应用非常广泛。光纤接续后光传输到接头处会产生一定的损耗，光纤接头处的熔接损耗应尽可能小，以确保光纤信号的传输质量。目前，多数熔接法都可以使熔接损耗值小于0.1dB，甚至可以达到0.05dB以下的水平。对具体的光纤工程而言，可根据具体情况如光纤线路中继段长度、系统容量、光设备发射功率与接收灵敏度等确定每个光纤接头允许的熔接损耗值，将其作为熔接损耗指标在有关技术件中加以明确规定。由于光纤接头全部熔接完毕后衡量光纤线路传输质量的指标是光纤线路的传输损耗，所以光纤传输线路上每个光缆中继段传输损耗也必须有明确规定，目前要求这项指标在0.25dB／km以下(含熔接损耗)。     

新型低弯曲损耗光子晶体光纤的研究

提出了一种新型掺锗芯低弯曲损耗光子晶体光纤。通过调整结构参数,实现了单模低弯曲损耗传输,与标准单模光纤有较好的适配性。仿真结果表明,波长1550nm处,弯曲半径为5mm时,基模损耗为0.014dB/km;弯曲半径为4mm时,基模损耗为0.42dB/km,能承受的弯曲半径小。显示了光子晶体光纤具有成为光纤到户"最后一公里"主要通信介质的性能优势。     

光纤衰减损耗综述

众所周知,在光纤线路中,最有影响的指标一是色散,二是衰减损耗。衰减是指光信号在光纤内的传输过程中产生的光功率损耗。衰减量是将每1km产生的损耗,用dB表示其值,例如单模光纤约为0.2dB/km,大约传输15km时损耗达3dB。     

光纤的固有损耗

瑞利散射在光纤损耗中占主导地位。研究了石英基光纤中掺杂剂浓度和非真实温度与瑞利散射的关系，以及采用汽相纵向沉积（VAD）法制造的石英玻璃预制棒。掺P205石英预制棒的最低瑞利散射系数大约是纯石英的80％。相反，当加热到1800℃时，掺F和掺GeO2以及纯石英玻璃预制棒的瑞利散射系数增加了5％～10％，因为密度变化与其非真实温度成正比。此外，通过控制预制棒的组成或优化光纤拉丝条件。在制得的光纤中获得了非常低的瑞利散射系数。利用这些结果重新评价了掺P2O5、掺GeO2和纯石英芯光纤的固有损耗，根据预制棒的瑞利散射系数，发现它们在1．55μm下的固有损耗为0．095～0．130dB／km。     

第三讲 HFC激光的传输载体——光纤的应用

1970年美国康宁玻璃公司宣布制成了世界上第一根光纤，损耗系数为70dB／km，这可以说是最早的光纤，随后几年中，贝尔电话实验室和康宁公司合作迅速把光损耗系数降低到1dB／km以下。而我国最早的光纤生产于1980年，到了1986年国产单模光纤在1310nm波长的损耗系数达到0．5dB／km。自从有了光纤，人类进入了一个崭新的光通信领域。     

1．55μm高效掺铒光纤放大器

本文介绍了1．55μm波段由1．48μm泵浦波长泵浦的掺铒光纤放大器的结构和性能。解释了模场直径调节技术对降低掺铒光纤及其连接光纤之间拼接损耗的重要性。在70mW泵浦功率的情况下可实现＞38dB小信号增益，15dBm饱和输出功率（－3dB增益压缩），75％功率变换效率和5dB噪声系数。     

高兼容性超低弯曲损耗单模光纤的制备与表征

介绍了一种新型非光子晶体结构弯曲不敏感单模光纤的设计与制备。采用数值计算方法分析了光纤的下陷型波导结构,通过PCVD(等离子体化学气相沉积法)工艺获得了1 310nm波长的模场直径为4.3μm、1 550nm波长的模场直径为5.4μm的光纤样品,与G.652D光纤的双点接续损耗低至0.15dB,满足普通跳线的接续要求。该样品在2.5mm弯曲半径条件下弯曲10圈,其1 550nm波长的弯曲损耗优化至0.01dB,可适用于任何苛刻的FTTx应用环境,并有替代铜缆成为消费电子中理想传输介质的潜力,同时还可用于各种光电器件中。     

氟化物光纤中散射损耗与波长的关系

已经在短长度的氟化物玻璃光纤上测得在2．55um波长上的散射损耗低到0．025dB/km。这些测量是在几段5－7cm长度光纤上进行的，为了确定光损耗与波长的关系，测量也在各种不同的波长上进行。     

FTTH用新型微结构光纤的设计与开发北大核心

为了开发适合FTTH(光纤到户)应用的抗弯曲光纤,设计并制备了一种12孔的空气石英复合微结构光纤。该光纤具备良好的抗弯曲特性,并与G.652D光纤具有良好的兼容性,在弯曲半径为2.5 mm的情况下,1 550nm弯曲附加损耗<0.10dB,与G.652D单模光纤的熔接损耗<0.15dB。     

利用弯曲损耗法识别光纤

１弯曲损耗法原理弯曲损耗法应用的主要原理是光纤的弯曲损耗在１５５０nm波长上有较大的敏感。实验室测得的光纤弯曲损耗数据见表１。表１实验室测得的光纤弯曲损耗数据从表中可以看出，光纤在１５５０nm波长上的弯曲损耗会随着弯曲半径的减小而急剧增大，直至无法测出。因此，当给某根光纤制造一个微弯时，OTDR所测得的曲线上就会在相应位置出现大台阶，这时就可以容易地判断出该光纤了。２弯曲损耗法识别光纤弯曲损耗法识别光纤的测量系统如图１所示，其实现方法如下。（１）在局端按照光纤编号找出待割接或掏接的光纤，使用OTDR进行…     

红外空心布拉格光纤损耗特性的研究

采用半导体玻璃/有机聚合物作为材料,利用禁带效应,设计了传输波段中心波长位于10.6μm处的空心Bragg(布拉格)光纤。利用COMSOL Multiphysics仿真软件,分析了径向包层数对基模(HE11)传输损耗的影响。结果表明,当包层数增至20层时,其损耗值已降至0.051 4dB/m,明显优于普通硫系化合物光纤最低所能达到的0.6dB/m。这种Bragg光纤既可用于医用高功率二氧化碳激光传输,也适用于远距离红外传输。