我刚刚在我的大学进行了一项实验，以研究光纤电缆的衰减与电缆长度和类型的关系。
该实验是在 LED 光源和另一端连接的功率计的情况下进行的。
波长设置为1300nm，得到的结果如下：
Single Mode (1meter) = -36.14 dBm
Single Mode (10meter) = -36.12dBm
Multimode (1meter) = -35.94dBm
Multimode (10meter) = -18.48dBm
任何人都可以向我解释为什么随着电缆变长，接收功率会变得更高，以及为什么多模光纤电缆比单模电缆具有更高的接收功率？
这是测量科学家必须进入完全怀疑和调查模式的地方。
第一件事。光纤作为无源材料是有损耗的。它吸收能量。因此，到达一段光纤末端的功率将小于发射功率。时期。没有争论。我们在这里不做过度团结。
那么是什么导致了你的观察呢？
单模，1m -36.14dBm，10m -36.12dBm
您的测量结果的可重复性如何？分解并重建连接，并再次测量几次（最少 3 次，但 5 或 10 次会更好）。只有这样，您才能看到 0.02dBm 是显着的物理效应还是幸运的巧合。
测量 20m 和 30m。0dB +/- 0.1dB 是 10m 光纤的合理吸收水平吗？我不知道，这就是你测量的。您可以放心，以 dB 为单位的光纤损耗会随着更长的长度而增加（对于单模，如果有多个传播模式，这对于总功率可能不正确，但对于每个模式仍然是正确的），所以（一旦你'处于单模操作）您应该能够绘制光纤长度与 dB 损耗的线性图。请记住，2 点是一个非常糟糕的统计图表。
最后，我使用了“到达终点”和“发射的力量”这两个词。光纤中的功率不一定与测试设备中的相同。接口会产生不确定性，它们会失去动力。功率损耗取决于轴向对齐、间隙、光纤表面光洁度（以及它的准备情况）。如果测量表明短光纤比直接进入接收器的源具有更低的损耗，我完全不会担心，因为它与光耦合效率有关。
除了我要求您在上面进行的可重复性测量之外，这不仅是对相同组件的多次重复组装（这是测量您的可变性），而且还对名义上相同组件的不同样本（系统的可变性和提供给您的工具和方法是否可重复工作）。因此，制作 3 个或更多 1m 光纤的样品，并进行比较。
单模1m 36.14dBm，多模1m 35.94dBm
同样，在您对测量的 0.2dB 差异是否显着做出任何结论之前，请再次描述您的可重复性。
单模和多模光纤可能具有不同的光学孔径，因此具有不同的耦合损耗，完全独立于它们的传输损耗。准备一些“零长度”纤维，或设备允许的接近零的纤维，并测量它们。并为两者制作 10m、20m、30m 的地块。然后您可以开始说它们之间存在显着差异。
多模 1m -35.94, 10m -18.48dBm
不。鉴于您在上面的其他测量，有问题。您将咖啡洒在设备上，或者有人在您转身时调整了某些东西，以求大笑。再次测量。
所以你认为进行测量和得出结论很容易？不。根据实验可重复性测试您看到的任何差异。一次改变一个因素。考虑所有可能的因素并控制它们。请记住，如果差异是真实的，它会在您重复测量时持续存在。如果你只看到一次，是不是效果，是你，是你没想到的？
其他答案暗示了您的实验可能出错的一些方法。让我告诉你如何正确地进行光纤衰减测量。
标准技术称为缩减测量。
这意味着您设置了您的源来馈送一根长纤维（例如，10 m）。然后，您将该光纤的输出引导到大面积检测器（足够大，可以捕获基本上所有离开光纤的光）或积分球（这确实是捕获所有输出光的最佳方式）。测量光输出。
现在，在不干扰光如何耦合到光纤的情况下，将光纤剪短到更短的长度（在您的情况下为 1 m）。以与之前相同的方式捕获输出光，并测量输出功率。
使用这种技术的原因是发射效率通常变化很大，特别是在台式测量中。只需将光纤与光源错位几分之一度或几微米的位置，就可以轻松增加或减少 3 或 6 dB（对于单模光纤或更多）。这可能是您的实验中的错误来源之一，尽管您没有描述断开和重新连接来源的方式或时间。
另一个需要注意的问题是包层模式。这是耦合到包层的光，可以传播几米，但在所需模式下会比光经历更高的衰减。为避免测量包层模式效应，最好使用更长的光纤进行测量。例如，从 100 m 的光纤开始，将其剪回 90 m 进行衰减测量。
编辑：还有一个问题。如果您要测量如此短的长度，则需要确保您的光源非常稳定。可能首先每秒测量一次光源几个小时，以确保其输出功率的变化不会超过您预期光纤衰减的一小部分。
Neil_UK 的回答非常准确，即您的测量结果被破坏了。:-(
第一个也是最明显的问题是选择的长度，1m 和 30m：它们都在边缘效应范围内，即光纤末端连接的质量将决定任何实际的衰减损耗。
特别是，1300 nm 的优质单模光纤可以非常接近理论上的最小损耗，即每公里 1 dB 的一小部分，这就是跨大西洋电缆只需几个放大器即可工作的方式。
如果我们假设 0.1 到 1 dB/km 范围内的更便宜的光纤，30m 长度的损耗仍然可以忽略不计。请尝试1-10公里！
您单独进行的单模测量表明插入/耦合损耗占主导地位，并且差异在误差范围内（dB 测量的第 4 个有效数字不是很重要）。如果有人将 1m 单模光纤错误地标记为多模光纤，那么您的结果将在一定的合理范围内保持一致。
耦合到多模光纤中的效率通常要高得多——它只是一个更大的目标，有更多的空间可以让所有东西稍微错位，但仍然可以让大部分光线进入。
您的实验主要告诉您的是，使用单模光纤并非易事。