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光纖的帶寬

時間:2011-10-09來源:輝鵬網(wǎng)絡(luò) 作者:xiaowu 點擊:
內(nèi)容提要: 光纖系統(tǒng)的帶寬是重要參數(shù)之一,帶寬越寬,光纖所能傳輸?shù)男畔⒕驮娇臁?/div>
  

   光纖的帶寬是重要參數(shù)之一,帶寬越寬,光纖所能傳輸?shù)男畔⒕驮娇。因此,對于光纖的頻率特性或者說帶寬特性,應該作進一步地討論。

  光纖的頻率特性是指調(diào)制的光通過光纖的頻率特性,不是指光纖對于光源的特性。

  各種光沿光纖的傳輸是不盡相同的。例如,對于階躍折射率光纖(step--index fiber),一些光是沿著光纖的中心傳播的,而另一些光則從纖芯覆蓋的邊界上反射出去了,從而減少了光纖的帶寬。

  光纖有色散,其帶寬主要受色散的影響,光纖的色散越小,它的帶寬就越寬。

  把一個用頻率為f的正弦波光強調(diào)制的信號注入光纖,在其輸出端測量光功率的交流分量,改變調(diào)制頻率f,當頻率達到某個值時,由于光纖的色散影響,光功率的交流分量將下降。

  在實驗室里,可以用兩種方法來測量高頻信號在傳輸過程中的模式色散效應。一種是采用頻域測量方法,將掃頻的正弦波信號加于光纖的發(fā)射器,然后在接收端測量光的輸出。信號的幅度較峰值下降3dB的頻率點即為系統(tǒng)的帶寬。第二種是采用時域測量方法,測出脈沖通過光纖后被展寬的程度來確定系統(tǒng)的帶寬。

  模式色散帶寬的測量有許多無法確定的因素。它與所使用的光源類型,光源與光纖之間的耦合方式以及待測光纖的長度等因素有關(guān)系。但重要的是要清楚地了解光纖中的模式狀態(tài),并要在測試過程中保持這種狀態(tài)不變。

  在大多數(shù)的多模系統(tǒng)中,都采用IED作為光源,光源本身也會影響帶寬。這是因為這些LED光源的頻譜分布很寬,其中長波長的光比短波長的光傳播速度要快。這種光傳播速度的差別就是色散(chromatic dispersion),它會使光脈沖在傳輸后被展寬。

  在單模光纖中,纖芯很細,有利于消除模式色散效應對帶寬的影響。但長距離傳輸時,即使是采用譜線非常窄的激光源,色散也會使脈沖展寬,從而限制了單模光纖的可用帶寬。

  測量色散效應還可以用下述方法,用一高頻信號調(diào)制一個波長精密可調(diào)的激光器,在接收端解調(diào)出該信號,并與參考信號進行相應比較,這里的參考信號可以是經(jīng)過了一段短光纖傳輸后的光信號。比較了相位后,畫出相位差(也稱群時延)與激光頻率之間的關(guān)系圖。用非常小的波長增量調(diào)諧激光器,并畫出每個波長下的群時延。這樣就可以得到群時延與光波長之間完整的關(guān)系曲線,曲線的斜率即表示色散。


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