光纖的分類與特點(diǎn)

1、光纖的分類與特點(diǎn)姓名：吳卉班級：國際學(xué)院09級08班學(xué)號：09212965光纖的簡介光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成 的光傳導(dǎo)工具。在通訊中，光纖指由透明材料作成的纖芯和在它周圍采用比纖芯的折射率稍 低的材料作成的包層所被覆，并將射入纖芯的光信號，經(jīng)包層界面反射，使光信號在纖芯中 傳播前進(jìn)的媒體。利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行的通信叫光纖通信。一對金屬電話線至多只能同時(shí)傳送一千多路電 話，而根據(jù)理論計(jì)算，一對細(xì)如蛛絲的光導(dǎo)纖維可以同時(shí)通一百億路電話！鋪設(shè)1000公里 的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英， 幾乎是取之不

2、盡的。另外，利用光導(dǎo)纖維制成的內(nèi)窺鏡，可以幫助醫(yī)生檢查胃、食道、十二指腸等的疾病。 光導(dǎo)纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管，它有輸送光線、傳導(dǎo)圖像的本領(lǐng)，又有柔軟、 靈活，可以任意彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可以通過食道插入胃里。光導(dǎo)纖維把胃里的圖像傳出來，醫(yī)生 就可以窺見胃里的情形，然后根據(jù)情況進(jìn)行診斷和治療。就在剛剛公布的2009年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者中，有“光纖之父”的華裔科學(xué)家高 餛，憑借在光纖領(lǐng)域的卓著研究而獲得此殊榮。光纖的分類及其特點(diǎn)光纖主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上進(jìn)行分類的。（1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85pm、1.3pm、1

3、.55pm）。紅外光纖主要用于光能傳送。例如有：溫度計(jì)量、熱圖像傳輸、激光手術(shù)刀醫(yī)療、熱能 加工等等，普及率尚低。（2）折射率分布：突變型和漸變型光纖。突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短 途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。漸變型光纖:光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播， 這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變 型光纖。（3）傳輸模式：單模光纖和多模光纖。單模光纖：中心玻璃芯較細(xì)（芯徑一般為9或10p m），只能傳一種模式的光。因此， 其模間

4、色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對光源的譜寬 和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。一般光纖跳纖用黃色表示，接頭和保護(hù)套為藍(lán)色；傳輸距離較長。多模光纖：中心玻璃芯較粗（50或62.5p m），可傳多種模式的光。但其模間色散較大， 這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴(yán)重。例如：600MB/KM的光纖 在2KM時(shí)則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。一般光纖跳纖用橙色表示，也有的用灰色表示，接頭和保護(hù)套用米色或者黑色；傳輸距 離較短。（4）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復(fù)合材料（如塑料包層、液體纖芯

5、等）、 紅外材料等。石英光纖是以二氧化硅（SiO2）為主要原料，并按不同的摻雜量，來控制纖芯和包層的 折射率分布的光纖。石英（玻璃）系列光纖，具有低耗、寬帶的特點(diǎn)，現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于有 線電視和通信系統(tǒng)。石英光纖（Silica Fiber）與其它原料的光纖相比，還具有從紫外線 光到近紅外線光的透光廣譜，除通信用途之外，還可用于導(dǎo)光和傳導(dǎo)圖像等領(lǐng)域。摻氟光纖（Fluorine Doped Fiber）為石英光纖的典型產(chǎn)品之一。通常，作為1.3Pm 波域的通信用光纖中，控制纖芯的摻雜物為二氧化緒（GeO2），包層是用SiO炸作成的。但 接氟光纖的纖芯，大多使用SiO2,而在包層中卻是摻入氟素的。由于

6、，瑞利散射損耗是因 折射率的變動而引起的光散射現(xiàn)象。所以，希望形成折射率變動因素的摻雜物，以少為佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用于包層的摻雜。由于摻氟光纖 中，纖芯并不含有影響折射率的氟素?fù)诫s物。由于它的瑞利散射很小，而且損耗也接近理論 的最低值。所以多用于長距離的光信號傳輸。紅外光纖作為光通信領(lǐng)域所開發(fā)的石英系列光纖的工作波長，盡管用在較短的傳輸距離，也只能用于2pm。為此，能在更長的紅外波長領(lǐng)域工作，所開發(fā)的光纖稱為紅外光纖。 紅外光纖（Infrared Optical Fiber）主要用于光能傳送。例如有：溫度計(jì)量、熱圖像傳輸、 激光手術(shù)刀醫(yī)療、熱能加工等等，普及

7、率尚低。復(fù)合光纖（Compound Fiber）在SiO2原料中，再適當(dāng)混合諸如氧化鈉、氧化硼、氧化 鉀等氧化物的多成分玻璃作成的光纖，特點(diǎn)是多成分玻璃比石英的軟化點(diǎn)低且纖芯與包層的 折射率差很大。主要用在醫(yī)療業(yè)務(wù)的光纖內(nèi)窺鏡。塑料光纖是將纖芯和包層都用塑料（聚合物）作成的光纖。早期產(chǎn)品主要用于裝飾和導(dǎo) 光照明及近距離光鍵路的光通信中。原料主要是有機(jī)玻璃（PMMA）、聚苯乙?。≒S）和聚碳 酸酯（PC）。損耗受到塑料固有的C-H結(jié)合結(jié)構(gòu)制約，一般每km可達(dá)幾十dB。為了降低損 耗正在開發(fā)應(yīng)用氟索系列塑料。由于塑料光纖（Plastic Optical fiber ）的纖芯直徑為 1000pm，比

8、單模石英光纖大100倍，接續(xù)簡單，而且易于彎曲施工容易。近年來，加上寬帶 化的進(jìn)度，作為漸變型（GI）折射率的多模塑料光纖的發(fā)展受到了社會的重視。最佳傳輸頻率窗口：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。常規(guī)型：光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1300nm。色散位移型：光纖生產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個(gè)波長的光上，如：1300nm和 1550nm。在光通信的長距離傳輸中，光纖色散為零是重要的，但不是唯一的。其它性能還有 損耗小、接續(xù)容易、成纜化或工作中的特性變化?。ò◤澢?、拉伸和環(huán)境變化影響）。DSF 就是在設(shè)計(jì)中，綜合考慮這些因素。另外，通過查詢其它相關(guān)資料，我了解到，光纖還有色散平坦光纖，色散補(bǔ)償光纖，偏 派保持光纖，雙折射光纖，抗惡環(huán)境光纖