瑞利散射的原理公式

在諸如石英玻璃之類的非晶光學(xué)材料中，由于不規(guī)則的微觀結(jié)構(gòu)，總是存在隨機(jī)的密度波動。它們甚至比通常在室溫下的強(qiáng)度要強(qiáng)得多，因?yàn)樵诶w維制造過程中，靠近玻璃軟化溫度的纖維發(fā)生的密度波動被“凍結(jié)”。

瑞利散射設(shè)置一個下限到傳播損耗在光纖。當(dāng)然，例如由于不規(guī)則的纖芯?/?包層界面（特別是折射率對比度高），雜質(zhì)的散射和吸收以及宏觀和微觀彎曲，也可能導(dǎo)致其他損失。?為長距離光纖通信而優(yōu)化的石英纖維具有非常低的傳播損耗，接近瑞利散射給出的極限。對于實(shí)質(zhì)上低于經(jīng)常使用的1.5-μm區(qū)域的波長，僅瑞利散射會高于這些光纖在1.5μm波長下的實(shí)際損耗。在基本上更長的波長處，瑞利散射會更弱，但是二氧化硅的紅外吸收會開始。

原則上，可以使用其他玻璃制成的中紅外纖維（例如氟化物纖維），其損耗甚至更低，但實(shí)際上二氧化硅纖維已達(dá)到最佳性能。

光纖中的大多數(shù)瑞利散射光從側(cè)面射出光纖。只有一小部分散射光被散射回去，從而再次在纖維芯中被引導(dǎo)。因此，光纖設(shè)備的回波損耗通常很高。光纖設(shè)備的總回波損耗通常是由光纖末端，機(jī)械接頭或光纖連接器等接口處的反射引起的。

由于經(jīng)常在光纖中發(fā)生的高光強(qiáng)度，也可能發(fā)生諸如拉曼散射和布里淵散射之類的非線性散射過程。作為線性過程的瑞利散射在低光強(qiáng)度下同樣重要。