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光纤的分类

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-07   浏览次数:690
核心提示:突变型纤芯部分折射率不变,而在芯-包界面折射率突变。纤芯中光线轨迹呈锯齿形折线。这种光纤模间色散大,带宽只有几十兆赫公里。
 

突变型

纤芯部分折射率不变,而在芯-包界面折射率突变。纤芯中光线轨迹呈锯齿形折线。这种光纤模间色散大,带宽只有几十兆赫·公里。常做成大芯径,大数值孔径(例如芯径为100微米,NA为0.30)光纤,以提高与光源的耦合效率,适用于短距离、小容量的通信系统。

渐变型

纤芯折射率分布如图4。纤芯中心折射率最高,沿径向按下式渐变:

n(r)=n1【1-2墹(r/ɑ)α】1/2 (2)

式中α为折射率分布指数。可以把这种光纤的纤芯分割成多层突变型光纤来分析其传输原理。在分析中可近似地认为各层内折射率均匀。当入射角为θ0的光线入射纤芯后,在各层界面依次折射。按折射定律,折射角θ1逐渐增大,直到大于全反射临界角θc;发生全反射后,即折向纤芯中心。然后,经各层时折射角又逐渐减小,到达中心时仍为θ0。结果光线呈正弦形轨迹。高次模即入射角较大的光线处于靠近包层的区域,这里折射率较小,光速较大,因此虽然路程较长,传输时间仍有可能与处于中心区的低次模接近或一致,即各模式的光线轨迹可聚焦于一点,使模间色散大大减小。当折射率分布接近抛物线(α=2)时,模间色散最小,带宽可达吉赫·公里的水平。

单模光纤

当光纤的归一化频率ν<2.41时,光纤中只允许单一模式(基模)传输,就成为单模光纤。根据式(2),这种光纤芯径和数值孔径必然很小,一般芯径只有数微米,因此连接耦合难度大。由于是单模传输,消除了模间色散,在波长1.3微米附近材料色散又趋近于零,因此带宽极大(可达数百吉赫·公里)。单模光纤被视为今后大容量长途干线通信的主要传输线。

玻璃光纤

组成光纤的玻璃成分以SiO2为主,约占百分之几十,此外还含有碱金属、碱土金属、铅硼等的氧化物。它的特点是熔点低(1400摄氏度以下),可用传统的坩埚法拉丝,适于制做大芯径、大数值孔径光纤。这种光纤尚处于研制阶段,故应用不多。

包层光纤

这是一种以高纯石英作纤芯、塑料(如有机硅)作包层的突变型多模光纤。芯径和数值孔径较大,例如芯径大于200微米,NA大于0.3。这种光纤便于连接和耦合,适于短距离小容量系统使用。

塑料光纤

光纤材料主要是特制的高透明度的有机玻璃、聚苯乙烯等塑料,可做成突变型或渐变型多模光纤,光纤衰减已从初期的500~1000分贝/公里降低到数十分贝/公里,但仍须进一步降低。它的特点是柔软、加工方便、芯径和数值孔径大。

被覆光纤

裸光纤脆而易断,这是因为玻璃光纤表面总是存在随机分布的微裂纹,在潮气、尘埃和应力作用下迅速增殖而导致破坏。在光纤拉丝的同时立即涂覆一层塑料护层,制成一次被覆光纤,可保证光纤的高强度和长寿命。但为了进一步提高其耐压和抗弯折等机械性能,便于成缆和使用,往往在表面上再挤覆一层较厚的塑料层,这就是二次被覆光纤,也称被覆光纤。它的外径一般为 1毫米左右。按照光纤在二次被覆护层中的松动状态,还可分为松包光纤和紧包光纤两类。

 
 
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