光纤连接器厂家——全面讲解光纤连接损耗

  在光纤连接器和固定接头中，功率损耗可分成两类：固定损耗和附加损耗。固有损耗是由光纤制造过程总出现的偏差和缺陷引起的，不能用机械或外加工方法加以修正。附加损耗是在光纤制造过程结束之后对接出现的损耗，并且可以用机械的或外部加工方法加以修正，如光纤端面抛光不正确或光纤机械连接不正确等均属这一类。如图2-22所示为引起上述损耗的一些典型情况，且图中只画出了纤芯。从图中可以看到影响固有损耗的几个因素。如果发射光纤和接收光纤的纤芯面积不相等，那么这种失配就可能产生功率损耗。两根光纤数值孔径的不同也肯能产生损耗。对渐变折射率光纤而言，折射率分布的失配也可能产生固有损耗。只有当光从一根大纤芯或大数值孔径的光纤射向一根小纤芯或小数值孔径的光纤时，就不会出现由于这种失配产生的损耗。

 图2-22还表示了引起附加损耗的几种情况。如果接收光纤的输入光或发射光纤的输出光以15°到20°的圆锥角度接收或发散，则纤芯之间的间隙可能使发射光纤纤芯发射的一部分光偏离接收光纤的纤芯。两根光纤角度偏差可能使一部分光不能进入接收光纤。两根光纤之间的横向错位也会引起附加损耗。横向错位的原因是：两根光纤没有对准(或包层外表面没有对准)使得纤芯不同心。通常，光纤之间连接靠它们的外表面进行对准。光纤端面可能不平滑，这会导致散射损耗。为了保证固有损耗和附加损耗减少到小，在光纤、连接器和固定接头的制造与测试过程中要特别小心。玻璃与空气折射率不同引起的两根光纤端面发射的影响是易于修正的。对SiO2来说，这种发射产生0.32dB的损耗。

 为了降低发射损耗，只需在两根对接光纤的端面之间采用折射率匹配液或灌封材料。

 两根光纤纤芯面积失配及光纤数值孔径失配对损耗的影响如图2-23所示。该曲线实际上适用于阶跃折射率光纤，但其呈现的总趋势也适用于渐变折射率光纤。芯经由大到小或数值孔径由大到小是，10%的失配会产生0.5dB左右的损耗。对粗的多模光纤而言，要使两根光纤或同一根光纤的直径精度保持在10%以内，通常应适用芯经误差保持在±5um以内。但对芯径为5um或更小的单模光纤，芯径误差应保持在±5um以内。数值孔径的偏差可以精确地控制，折射率偏差通常控制在只有百分之几的范围内。因而，固有损耗的主要问题是多模光纤之间及同一根光纤芯径的偏差。

 阶跃折射率光纤的端面间隙将引起附加损耗，如图2-24所示。图中示出耦合损耗与S/D的关系。D表示光纤的芯径，S表示光纤端面间隙。端面间隙对耦合损耗的影响也与数值孔径有关。数值孔径越大，未入射到接收光纤纤芯中的光所占的百分比越大。在该图中示出了NA从0.15变化到0.5时的结果。对光纤传感器使用的光纤，NA大多接近于0.15.由图可见，10%的纤芯直径偏差只产生0.2db的损耗。实际上，在NA=0.15的情况下，D//2的端面间隙将产生0.7dB左右的耦合损耗。。如果是固定接头，则不存在这种损耗。