光纖的三個“窗口” 

　　光是電磁波，不同的光波有不同的波長；透明的彩色玻璃，只有一種顏色容易通過，其它顏色的光就通過得少些。也就是說，這種彩色玻璃只對某種波長的光損耗小，對其他波長的光損耗大。石英光纖也有這種特性。石英光纖的低損耗窗口是在光纖通信的發(fā)展過程中一個一個地被打開的。

　　在光纖研究的初期，對原材料經(jīng)過嚴(yán)格提純以后，人們發(fā)現(xiàn)紅外波段的0.8～0.9μm波段石英光纖的損耗比較低。后來就在這個波段將光纖損耗降到了20dB／km，現(xiàn)在該波段的損耗已經(jīng)降到3dB/km以下。這就是所謂的短波長窗口。70年代至80年代初期的光纖通信系統(tǒng)用的就是這一波段。如圖光纖的三個窗口所示。

　　通過對光纖損耗原因作進(jìn)一步分析，人們發(fā)現(xiàn)光纖材料中的水氣（主要是 OH ^-）對光纖損耗影響很大，特別是在1.38μm波長的地方有一個強(qiáng)烈的吸收峰。在改進(jìn)工藝，降低這個吸收峰以后，人們又發(fā)現(xiàn)在1.31μm和1.55μm這兩個波長處有比0.8～0.9μm波段更低的損耗。1.31μm波長的最低損耗可達(dá)0.35dB／km以下，1.55m波長的最低損耗可達(dá)0.15dB／km。這兩個波長就是所謂的長波長窗口。后來又由于1.31μm激光器首先成熟而得到廣泛應(yīng)用，所以現(xiàn)在正投入大量運(yùn)營的光纖通信系統(tǒng)就工作在這一窗口。不過，由于1．55μm波長的損耗最低，其損耗系數(shù)大約為1.31μm波長區(qū)的一半，因此又稱1.55μm波長區(qū)為石英光纖的最低損耗窗口，繼0.85μm和1.31μm波長之后，被稱之為第三窗口。這一窗口對人們具有很大的吸引力，特別是近幾年1.55μm光纖放大器的研制成功，使得這一窗口成為人們積極開發(fā)、應(yīng)用的熱點(diǎn)。

　　根據(jù)人們對光纖波長窗口的開發(fā)和利用，光纖通信技術(shù)的發(fā)展大體上可分為五代，如圖所示。

　
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