[科普中国]-本征连接损耗

概念

本征连接损耗（intrinsic joint loss）是指当两根光纤连接时，因光纤参数不匹配而引起的光纤本征的光功率耦合损耗。

在光纤的纤芯材料内部，有两种原因会引起传输光功率的衰减。第一种是吸收，表明了跃迁；另一种是散射，意味着非定向。

吸收这一名词指与纤芯的原子结构发生无反向辐射碰撞的光的跃迁。从本质上来讲，光是被特定的原子结构所吸收的，这种原子结构随后会得到能量（或受激发），并最终以另一种形式发射出能量。不同的原子结构只吸收特定波长处的电磁辐射，因此由辐射引起的损耗是依赖于波长的。

工作原理任何一种纤芯物质都是由多种原子或分子结构组成的，这些原子或分子结构能受到激发，并因而发生特定跃迁产生发光。这些结构包括：纯净材料结构、由非理想处理导致的杂质分子、由对纯净材料结构进行有意改造导致的杂质分子。

任意一种纯净材料的原子结构都会吸收特定波长的电磁辐射。几乎不可能制造出完全纯净的材料，任意一种杂质的吸收波谱都会改变该纯净物质的吸收波谱。最后，考虑到一些特殊的应用，有必要引入改造添加剂或掺杂物来提高光纤纤芯的性能。大多数光纤都是用纯硅（二氧化硅——）基底来制造的，在其中掺杂了锗以及其他材料来产生一种有效的光纤结构。

散射是本征连接损耗的另一种主要的组成部分。瑞利散射是由原子结构的微小变化引起的光被散射到各个方向的一种散射现象。一部分散射光将继续向前传输，一部分散射光将由于在CCI处的入射角小于临界角而损失在包层中，同样重要的是，还有一部分散射光将由于TIR的作用向相反方向传输。

很明显，对于传输系统来说，所有未向前向方向散射的光都损耗掉了，因而散射也起到了本征损耗机理的作用。

瑞利散射是依赖于波长的，而且随着入射辐射的波长的增加而快速减小。本征连接损耗与光在光纤中通过的路程长度有关，而与光纤自身的长度无关。1