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[導讀]光纖絲簡稱光纖光纖的分類,例如:光纖放大器(Fiber Amplifier)或光纖干線(Fiber Backbone)等等。有人忽略了Fiber雖有纖維的含義,但在光系統(tǒng)中卻是指光纖而言的。

光纖絲簡稱光纖光纖的分類,例如:光纖放大器(Fiber Amplifier)或光纖干線(Fiber Backbone)等等。有人忽略了Fiber雖有纖維的含義,但在光系統(tǒng)中卻是指光纖而言的。因此,有些光產品的說明中,把fiber直譯成“纖維”,顯然是不可取的。光纖實際是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,經包層界面反射,使光信號在纖芯中傳播前進的媒體。光纖的種類很多,根據(jù)用途不同,所需要的功能和性能也有所差異。但對于有線電視和通信用的光纖,其設計和制造的原則基本相同,諸如:①損耗小;②有一定帶寬且色散小;③接線容易;④易于成統(tǒng);⑤可靠性高;⑥制造比較簡單;⑦價廉等。光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的,茲將各種分類舉例如下。(1)工作波長:紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。(2)折射率分布:階躍(SI)型、近階躍型、漸變(GI)型、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。(3)傳輸模式:單模光纖(含偏振保持光纖、非偏振保持光纖)、多模光纖。(4)原材料:石英玻璃、多成分玻璃、塑料、復合材料(如塑料包層、液體纖芯等)、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機材料(碳等)、金屬材料(銅、鎳等)和塑料等。(5)制造方法:預塑有汽相軸向沉積(VAD)、化學汽相沉積(CVD)等,拉絲法有管律法(Rod intube)和雙坩鍋法等。

光纖簡介

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,已廣泛應用于有線電視和通信系統(tǒng)。摻氟光纖(Fluorine Doped Fiber)為石英光纖的典型產品之一。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鍺(GeO2),包層是用SiO制作成的。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,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摻雜物。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。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,還可用于導光和傳導圖像等領域。

紅外光纖作為光通信領域所開發(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:溫度計量、熱圖像傳輸、激光手術刀醫(yī)療、熱能加工等等,普及率尚低。復合光纖復合光纖(Compound Fiber)在SiO2原料中,再適當混合諸如氧化鈉(Na2O)、氧化硼(B2O2)、氧化鉀(K2O2)等氧化物的多成分玻璃作成的光纖,特點是多成分玻璃比石英的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫(yī)療業(yè)務的光纖內窺鏡。氟化物光纖氯化物光纖(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又簡稱 ZBLAN(即將氟化鋯(ZrF4)、氟化鋇(BaF2)、氟化鑭(LaF3)、氟化鋁(AlF3)、氟化鈉(NaF)等氟化物玻璃原料簡化成的縮語。主要工作在2~ 10μm波長的光傳輸業(yè)務。由于ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性,正在進行著用于長距離通信光纖的可行性開發(fā),例如:其理論上的最低損耗,在3μm波長時可達10-2~10-3dB/km,而石英光纖在1.55pm時卻在0.15-0.16dB/Km之間。ZBLAN光纖由于難于降低散射損耗,只能用在2.4~2.7μm的溫敏器和熱圖像傳輸,尚未廣泛實用。最近,為了利用ZBLAN進行長距離傳輸,正在研制1.3μm的摻鐠光纖放大器(PDFA)。塑包光纖塑包光纖(Plastic Clad Fiber)是將高純度的石英玻璃作成纖芯,而將折射率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較,具有纖芯租、數(shù)值孔徑(NA)高的特點。因此,易與發(fā)光二極管LED光源結合,損耗也較小。

所以,非常適用于局域網(wǎng)(LAN)和近距離通信。塑料光纖這是將纖芯和包層都用塑料(聚合物)作成的光纖。早期產品主要用于裝飾和導光照明及近距離光鍵路的光通信中。原料主要是有機玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)。損耗受到塑料固有的C-H結合結構制約,一般每km可達幾十dB。為了降低損耗正在開發(fā)應用氟索系列塑料。由于塑料光纖(Plastic Optical fiber)的纖芯直徑為1000pm,比單模石英光纖大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。最近,在汽車內部LAN中應用較快,未來在家庭LAN中也可能得到應用。PS光纖絲多用于花卉工藝、工藝玩具、電子玩具,PMMA光纖絲多用于燈飾、裝修。單模光纖這是指在工作波長中,只能傳輸一個傳播模式的光纖,通常簡稱為單模光纖(SMF:Single ModeFiber)。目在有線電視和光通信中,是應用最廣泛的光纖。由于,光纖的纖芯很細(約10pm)而且折射率呈階躍狀分布,當歸一化頻率V參數(shù)<2.4時,理論上,只能形成單模傳輸。另外,SMF沒有多模色散,不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬,再加上SMF的材料色散和結構色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中,因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖(DePr-essed Clad Fiber),其包層形成兩重結構,鄰近纖芯的包層,較外倒包層的折射率還低。另外,有匹配型包層光纖,其包層折射率呈均勻分布。

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