光纤特性及传输实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划光纤特性及传输实验报告　　实验目的：　　音频信号光纤传输　　1、学习音频信号光纤传输系统的基本结构和各部件的选配原则。2、熟悉光纤传输系统中电光/光电转换器件的基本性能。　　3、训练如何在音频信号光纤传输系统中获得较好的信号传输质量。　　实验仪器　　TKGT-1型音频信号光纤传输实验仪信号发生器双踪示波器　　实验原理　　光纤，又名光导纤维，是20世纪70年代为光通信而发展起来的一种新型材料，具有损耗低、频带宽、耐高温、绝缘性好、抗电磁干扰、光学特性好等优点。　　1970年，

2、美国康宁公司率先研制出了世界上第一根传输衰减损耗小于20dB/km的石英光纤。目前，普通单模光纤的传输损耗在工作波长为1550纳米窗口损耗小于/km，在1310纳米窗口小于dB/km。目前商用光纤制作工艺多为渐变折射率芯层光纤。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　从传输模式来说，光纤分为单模和多模两种；从结构上来说，分为普通光纤和特殊光纤，普通光纤包括单模和多模光纤，特殊光纤包括保

3、偏光纤、单偏振光纤和塑料光纤等。普通光纤的外径为125微米，单模光纤芯径为5-10微米，多模光纤芯径为50、、80、100微米，加护套总直径约为1毫米。目前通信干线用光纤一般为单模光纤，光纤工作波长为1550纳米。　　一般光纤的结构是由导光的纤芯和周围包覆的涂层组成。光纤的工作基础是光的全反射。由于纤芯的折射率大于涂层的折射率，当光从纤芯射向涂层，且入射角大于临界角，则射入的光在界面上产生全反射，成“之”字形前进，传播到圆柱形光纤的另一端而发射出去，这就是光纤的传光原理。　　附：光的全反射原理　　根据光的反射和折射定律，即?1???1n1sin?1?n2sin?2若n1>n2，横线上

4、为2，下为1介质，即光由光密介质射入光疏介质，且入射角大于临界角，即???c时，就发生光的全反射现象。由于在临界状态下，　　?2?　　?　　2　　，代入上式，则?c?arcsin??　　?n2　　?n1???，称为全反射临界角。?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　光波在光纤中传输，可以用两种不同的理论来解释。一种是电磁理论，或称模式理论；另一种是几何光学理论，或称为射线理论。　　

5、1、光信号的发送　　图1　　图　　系统低频响应不大于20赫兹，取决电阻、电容网络。　　系统高频响应不大于20千赫兹，取决于运放电路的响应频率。光纤通信的三个窗口波段：　　微米，窗口波段与光纤传输呈现低损耗，与光电检测器件的峰值响应波段相匹配。　　在光纤应用中，常用的光源有：发光二极管(LED)和激光二极管(LD)。半导体激光器实质上是一个光波振荡器，它具有振荡、反馈与放大作用。根据光纤的特性通常选用长波长激光器，一般为1310nm。它通常是由P型限制层与有源层和N型限制层与有源层所组成的两个异质结。　　2、光信号的接收　　常用的光探测器是半导体光电二极管PIN和雪崩二极管。　　半导体

6、光电二极管PIN具有体积小，材料合适、灵敏度高、响应速度快等特点，在光纤通信系统中有着十分广泛的应用。其伏安特性为I?I0(1?e　　qU目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　kT　　其中I0为无光照时的反向饱和电流，U为二极管的端电压，q为电子电荷，k为波尔兹曼常数，T为温度，IL为无偏压状态下光　　照时的短路电流，与光照时的光功率成正比。　　3、光纤传输三个技术指标：　　光纤损耗

7、：光纤的损耗是指光在光纤中传播时，由于介质的吸收、散射和辐射等原因，光强不可避免地要随着传播距离的增加而减少。光纤的损耗反映了光波在光纤中传输时所引起的能量损失情况。设输入光纤的光波功率为P0，输出功率为P，则光纤损耗定义为两者比值的对数，用?表示，即?=lgP0/P单位是贝尔，这个单位太大，实际应用中常用分贝，则?=10lgP0/P。　　吸收损耗是由于光纤物质对光的吸收造成。光照射到光纤材料的原子、分子上，若光子能量恰好等于电子两能级之间的能量差，则光子