导航:首页 > 物理学科 > 物理光纤是什么

物理光纤是什么

发布时间:2022-07-12 14:00:25

❶ 光纤是什么东西

光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。传输原理是‘光的全反射’。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。
在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。

❷ 光纤是什么啊

光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。传输原理是'光的全反射'就是一根光导纤维,利用光传输信号和网咯

❸ 光纤的物理结构

光纤(英文:Fiber,全称:光导纤维)是一种由玻璃或塑料制成的纤维,也是利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具。 光纤的一端的发射设备使用发光二极管或一束激光将光脉冲发送至光纤中,光纤的另一端的接收设备使用光敏组件检测脉冲。包含光纤的线缆称为光缆。
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。

在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。

通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害,如水、火、电击等。光缆分为:缆皮、芳纶丝、缓冲层和光纤。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。

在多模光纤中,芯的直径是50μm和62.5μm两种, 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm,常用的是9/125μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 俗称包层,包层使得光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,即涂覆层,用来保护包层。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。

说明:9/125μm指光纤的纤核为9μm,包层为125μm,9/125μm是单模光纤的一个重要的特征,50/125μm指指光纤的纤核为50μm,包层为125μm,50/125μm是多模光纤的一个重要的特征。

其中金砖国家光缆计划是直接连通5个金砖国家的海底光缆项目,将于2014年初开工,2015年中启用。该项目总长3.4万千米,其中直接连通5个金砖国家的海底光缆长约2.4万千米。

2013年,全球100G光纤的收入预计将首次超过10亿美元。该公司分析了2013年一季度全球光网络市场的财务结果,发现了一些趋势,包括一个令人失望的趋势,即市场的总体增长仍然是困难的,只有日本的富士公司利润逐年增长。

虽然光纤市场在第一季度出现衰退的情况并不少见,但这次下降令人担忧是因为这已经是连续第五个季度市场有所下降,并且季度收入达到六年来的最低值。

100G光纤的情况较为乐观,不管环比、同比都表现出强劲增长。2013年一季度,100G光纤的出货量较2012年四季度增长了41%,收入较2012年四季度增长了24%。以此计算,年收入有望首次超过10亿美元。2013年一季度,有20家供应商出售100G光纤,将有更多的厂商加入市场竞争。供应商持谨慎乐观的态度,短期订单量看涨,长期订单量并不乐观。

❹ 什么叫光纤

光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。

通常“光纤”与“光缆”两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为“光缆”.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是15μm~50μm, 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。光纤通信,是指将要传送的语音、图像和数据信号等调制在光载波上,以光纤作为传输媒介的通信方式

1.本征: 是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。
2.弯曲: 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。
3.挤压: 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
4.杂质: 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。
5.不均匀: 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
6.对接: 光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。

7.多模光纤:中心玻璃芯教粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
8.单模光纤:中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模 光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求, 即谱宽要窄,稳定性要好。
9.常规型光纤:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300μm。
10.色散位移型光纤:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:1300μm和1550μm。

11.突变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。
12.渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。
13.电发射端机
主要任务是PCM编码和信号的多路复用。

多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输,到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来,多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。

在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(pulse code molation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。
14.抽样是指从原始的时间和幅度连续的模拟信号中离散地抽取一部分样值,变换成时间和幅度都是离散的数字信号的过程。
15.编码是指按照一定的规则将抽样所得的M种信号用一组二进制或者其它进制的数来表示,每种信号都可以由N个2二进制数来表示,M和N满足M=2N。例如如果量化后的幅值有8种,则编码时每个幅值都需要用3个二进制的序列来表示。
16.时分多路复用:当信道达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时,可以将使用信道的时间分成一个个的时间片(时隙),按一定规则将这些时间片分配给各路信号,每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输,所以信号之间不会互相干扰。
17.频分多路复用:当信道带宽大于各路信号的总带宽时,可以将信道分割成若干个子信道,每个子信道用来传输一路信号。或者说是将频率划分成不同的频率段,不同路的信号在不同的频段内传送,各个频段之间不会相互影响,所以不同路的信号可以同时传送。这就是频分多路复用(FDM)。
18.码分多址(CDMA):这种技术多用于移动通信,不同的移动台(或手机)可以使用同一个频率,但是每个移动台(或手机)都被分配带有一个独特的“码序列”,该序列码与所有别的“码序列”都不相同,所以各个用户相互之间也没有干扰。因为是靠不同的“码序列”来区分不同的移动台(或手机),所以叫做“码分多址”(CDMA)技术。
19. 空分多址(SDMA):这种技术是利用空间分割构成不同的信道。举例来说,在一颗卫星上使用多个天线,各个天线的波束射向地球表面的不同区域。地面上不同地区的地球站,它们在同一时间、即使使用相同的频率进行工作,它们之间也不会形成干扰。

空分多址(SDMA)是一种信道增容的方式,可以实现频率的重复使用,充分利用频率资源。空分多址还可以和其它多址方式相互兼容,从而实现组合的多址技术,例如空分·码分多址(SD-CDMA)。
20.线路编码:又称信道编码,其作用是消除或减少数字电信号中的直流和低频分量,以便于在光纤中传输、接收及监测。大体可归纳为三类:扰码二进制、字变换码、插入型码。
21. 调制方式:模拟通信可采用调幅、调频、调相等多种调制方式,采用数字调制时,相应地称为幅移键控(ASK)、频移键控(FSK)、相移键控(PSK);信号只有两种状态的ASK称为通断键控(OOK),当前的数字通信系统使用OOK-PCM格式,属于强度调制-直接检测(IM-DD)通信方式,是通信方式中最简单、最初级的方式。而相干通信系统则可使用ASK、FSK或PSK-PCM格式,是复杂、高级的通信方式
22.光接收机灵敏度定义为:在保证达到所要求的误比特率的条件下,接收机所需要的最小输入光功率。
22.光耦合是对同一波长的光功率进行分路或合路。通过光耦合器,我们可以将两路光信号合成到一路上
23、光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件,其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。
24、磁光隔离器也可以说是单向导光器,隔离器放置于激光器及光放大器前面,防止系统中的反射光对器件性能的影响甚至损伤。
25、光滤波器是用来进行波长选择的仪器,它可以从众多的波长中挑选出所需的波长,而除此波长以外的光将会被拒绝通过。它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用。
基于干涉原理的滤波器:熔锥光纤滤波器、Fabry-Perot滤波器、多层介质膜滤波器、马赫-曾德干涉滤波器。

基于光栅原理的滤波器:体光栅滤波器、阵列波导光栅滤波器(AWG)、光纤光栅滤波器、声光可调谐滤波器。
26、光纤连接器是一种用于连接光纤的器件。它在光纤通信系统和测量仪表中具有不可或缺的地位。它不同于光纤固定接头,可以拆卸,使用灵活,所以由又称为光纤活动连接器或者光纤活动接头。一般的,要求光纤连接器体积小、接入损耗小、可重复拆卸、可靠性高、寿命长、价格便宜等。

27、光衰减器是用于对光功率进行衰减的器件,它主要用于光纤系统的指标测量、短距离通信系统的信号衰减以及系统试验等场合。光衰减器要求重量轻、体积小、精度高、稳定性好、使用方便等。它可以分为固定式、分级可变式、连续可调式几种。
28、光放大是指在泵浦能量(电或光)的作用下,实现粒子数反转(非线性光纤放大器除外),然后通过受激辐射实现对入射光的放大。
29、MDF Main Distribution Frame,主配线架。
30、IDF Intermediate Distribution Frame,分配线架。
31、OC OC(Optical Carrier,光载波)是SONET规范中定义的传输速度。OC定义光设备的传输速度,STS定义电气设备的传输速度。
32、SC Subscriber Connector(Optical Fiber Connector) 用户连接器(光纤连接器)。
33、ST Straight Tip,直通式光纤连接器。
34、SONET SONET(Synchronous Optical NETwork,光纤同步网络)是一种用于高速数据通信的光纤传输系统。SONET被电话公司和公用通信公司部署,其速度从51Mb/s直到每秒几千兆。SONET是一种提供先进网络管理和标准光纤接口的智能系统。它采用自恢复环结构,如果一条线路发生故障,它能够改道传送。SONET干线广泛用于汇集低速T1和T3线路。SONET是宽带ISDN(B-ISDN)标准规定的。欧洲相应的标准是SDH。SONET采用时分复用(TDM)技术同时传送多数据流。
35、 光缆终端盒 光缆终端盒主要用于光缆终端的固定,光缆与尾纤的熔接及余纤的收容和保护。

36、 光纤盒 光纤盒应用于利用光纤技术传输数字和类似语音,视频和数据信号。光纤盒可进行直接安装或桌面安装。特别适合进行高速的光纤传输。

37、 光纤面板 光学纤维面板具有传光效率高,级间耦合损失小,传像清晰、真实,在光学上具有零厚度等特点。最典型的应用是作为微光像增强器的光学输入、输出窗口,对提高成像器件的品质起着重要作用。广泛的应用于各种阴极射线管、摄像管、CCD耦合及其他需要传送图像的仪器和设备中。

38、 光纤耦合器 光纤耦合器(Coupler)又称分歧器(Splitter),是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件,属于光被动元件领域,在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到,与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的。光纤耦合器可分标准耦合器(双分支,单位1×2,亦即将光讯号分成两个功率)、星状/树状耦合器、以及波长多工器(WDM,若波长属高密度分出,即波长间距窄,则属于DWDM),制作方式则有烧结(Fuse)、微光学式(Micro Optics)、光波导式(Wave Guide)三种,而以烧结式方法生产占多数(约有90%)。
39、 光纤配线架(柜) 光纤配线架(柜)具有如下功能:光缆的固定,保护和接地;光缆纤芯与尾纤的熔接;光路的调配并提供测度端口;冗余光纤及尾纤的存贮管理。

40、 光纤配线箱 光纤配线箱特别适合于光纤接入网中的光纤终端点,具有光缆的配线和熔接功能,可以实现光缆纤芯的灵活调线及存储。

41、 跳线 跳线就是不带连接器的电缆线对或电缆单元,用在配线架上交接各种链路。

42、线头盒 线头盒主要适用于架空光缆、直埋光缆、管道井光缆的直通和分歧接头,并对接头起保护作用。
44、 10BaseF 10Mbit/s基带以太网规范,指的是光纤电缆连接上的以太网10BaseFB,10BaseFl和 10BaseFL标准。

45、10BaseFB 指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s基带以太网规范。它是IEEE10BaseF规范的一部分。它不用于连接用户工作站。而是用于提供一个同步的信令骨干网,该网允许附加网段和中继器连接到网络上。10BaseFB的网段长度可达2km。

46、10BaseFL 指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s基带以太网规范。它是IEEE 10BaseL规范的一部分。尽管它可以与FOIRL进行互操作,但是制定它是为了取代FOIRL规范。如果和FOIRL一起使用,10BaseFL的网段长度可达1km;而如果仅仅使用10BaseFL,则10BaseFL的网段可达2km。

47、10BaseFP 指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s无源光纤基带以太网规范。它是IEEE10BaseF规范的一部分。它在不使用中继器的情况下将多个计算机组织成星形拓扑。10BaseFP的网段长度可达500m。

48、10BaseFX 指的是在每个链路中使用两股多模光纤电缆的100Mbit/s基带快捷以太网规范。为了保证合适的信号记时,一个100BaseFX链路不能超过400m长。它基于IEEE802.3标准。

49、4B/5B 光纤 指的是4字节/5字节的局部光纤。它是用于FDDI和ATM的光纤信道物理介质,它支持在多模光纤上高达100Mbit/s的速率。

50、8B/10B 光纤 8字节 /10字节的局部光纤。它指的是在多模光纤上支持高达149.76Mbit/s速率的光纤信道物理介质。

51、 FDDI II 第二代光纤分布式数据接口。改进的光纤分布式数据接口(FDDI)的美国国家标准协会 (ANSI)规范。它为无连接的数据电路和面向连接的声音和图像电路提供了同步传输。

52、FDDI/CDDI 由美国国家标准协会ANSI的X3T9.5制定。速率为100Mbps;CDDI是基于铜电缆(双绞线)的FDDI。FDDI技术成熟,网络可延伸100公里,且由于采用环形结构和优良的管理能力,具有高可靠性。价格贵,安装复杂,标准完善,技术成熟,支持的软硬件产品丰富。
53、传播延迟 信号通过电缆或系统所用的时间。

54、传播延迟歪斜 电缆或系统中最慢与最快的线对之间的传输延迟差别。

55、 单模 一种光纤类型,光以单一路径通过这种光纤。以激光器为光源

56、多模 一种光纤类型,光以多重路径通过这种光纤。以发光二极管或激光器为光源。

57、光纤 光纤即光导纤维,是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质,光缆由多条光纤组成。与双绞线和同轴电缆相比,光缆适应了目前网络对长距离传输大容量信息的要求,在计算机网络中发挥着十分重要的作用。

58、平面电缆 包括工作区接线口、分布电缆和电信柜里的连接硬件。

59、衰减 信号在通过光纤线缆或系统时所损失的数量

60.滑码 数字网内任何两个数字交换设备的时钟速率差超过一定数值时,会使接收信号交换机的缓冲存储器读、写时钟有速率差,当这个差值超过某一定值时就回产生滑码。这一滑码就会造成接收数字流的误码或失步

❺ 物理光纤是用什么做的

物理角度是传输信息的一种物质(本人认为就像电线一样),光纤中会发生全反射,使信息通过它传输到目的地,但是它有一个明显优点,就是信息不会被中途拦截,
光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介._ 通常“光纤”与“光缆”两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为“光缆”.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.

光纤通信是在七十年代发展起来的最新通信手段,它是通过光学纤维传输信息的方式。光纤通信与古代的烽火通信,近代的信号弹和舰船之间的灯光通信有本质差别,在光纤通信中,光的作用如同无线电通信中电磁波一样,是信息的载体,光学纤维起着“导线”的作用,而烽火通信和灯光通信都是利用光本身产生的视觉信号传递信息。

作为传递光波的介质波导,光纤是由成同心圆的双层透明介质构成的一种纤维。光缆则将单极式多极光纤组合并加以增强和保护制成。光纤的衰耗很低,抗辐射能力强,保密性好,容量大,因此光纤通信也因这些优点而迅速发展。中国从七十年代末开始研究光纤通信,现在已经投入实用,一些主要城市之间已经铺设了通信光缆。当然,不管是有线电通信还是...

❻ 物理,什么是光纤通信工作原理是什么其优缺点又是什么

△ 光纤通信:让携带信息的激光在光导纤维里传播的通信方式,就是光纤通信。
△ 光纤通信的工作原理:光从光导纤维的一端射入,在内壁上多次反射,从另一端射出,这样就把它携带的信息传到了远方。(如图所示)
△ 光纤通信的优缺点:
(1)优点:通信容量大(光的频率很高,在一定时间内可以传输大量信息),通信质量高(光在光导纤维中传输损耗小,可长距离传输),保密性好(在光纤内传递);
(2)缺点:光缆脆弱易损、光缆架设成本高等。

希望帮助到你,若有疑问,可以追问~~~
祝你学习进步,更上一层楼!(*^__^*)

❼ 光纤是什么

光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。
通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害,如水、火、电击等。光缆分为:光纤,缓冲层及披覆。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。
在多模光纤中,芯的直径是50μm和62.5μm两种, 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 以使光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层
1.光是一种电磁波
可见光部分波长范围是:390~760nm(纳米)。大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850nm,1310nm,1550nm三种。
2.光的折射,反射和全反射。
因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
1.光纤结构:
光纤裸纤一般分为三层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm),中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),最外是加强用的树脂涂层。
光纤2.数值孔径:
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&T CORNING)。
3.光纤的种类:
光纤的种类很多,根据用途不同,所需要的功能和性能也有所差异。但对于有线电视和通信用的光纤,其设计和制造的原则基本相同,诸如:①损耗小;②有一定带宽且色散小;③接线容易;④易于成统;⑤可靠性高;⑥制造比较简单;⑦价廉等。光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的,兹将各种分类举例如下。
(1)工作波长:紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折射率分布:阶跃(SI)型光纤、近阶跃型光纤、渐变(GI)型光纤、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。
(3)传输模式:单模光纤(含偏振保持光纤、非偏振保持光纤)、多模光纤。
(4)原材料:石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤(如塑料包层、液体纤芯等)、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑料等。
(5)制造方法:预塑有汽相轴向沉积(VAD)、化学汽相沉积(CVD)等,拉丝法有管律法(Rod intube)和双坩锅法等。
石英光纤
石英光纤(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)为主要原料,并按不同的掺杂量,来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。石英(玻璃)系列光纤,具有低耗、宽带的特点,现在已广泛应用于有线电视和通信系统。
石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波长为1.0~1.7μm(约1.4μm附近),损耗只有1dB/km,在1.55μm处最低,只有0.2dB/km。
掺氟光纤
掺氟光纤(Fluorine Doped Fiber)为石英光纤的典型产品之一。通常,作为1.3μm波域的通信用光纤中,控制纤芯的掺杂物为二氧化锗(GeO2),包层是用SiO2作成的。但接氟光纤的纤芯,大多使用SiO2,而在包层中却是掺入氟素的。由于,瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象。所以,希望形成折射率变动因素的掺杂物,以少为佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而,常用于包层的掺杂。
石英光纤与其它原料的光纤相比,还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱,除通信用途之外,还可用于导光和图像传导等领域。
红外光纤
作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长,尽管用在较短的传输距离,也只能用于2μm。为此,能在更长的红外波长领域工作,所开发的光纤称为红外光纤。红外光纤(Infrared Optical Fiber)主要用于光能传送。例如有:温度计量、热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等,普及率尚低。
复合光纤
复合光纤(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再适当混合诸如氧化钠(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化钾(K2O)等氧化物制作成多组分玻璃光纤,特点是多组分玻璃比石英玻璃的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。
氟氯化物光纤
氟化物光纤氯化物光纤(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又简称 ZBLAN(即将氟化诰(ZrF2)、氟化钡(BaF2)、氟化镧(LaF3)、氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)等氯化物玻璃原料简化成的缩语。主要工作在2~10μm波长的光传输业务。由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性,正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发,例如:其理论上的最低损耗,在3μm波长时可达10-2~10-3dB/km,而石英光纤在1.55μm时却在0.15-0.16dB/Km之间。目前,ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗,只能用在2.4~2.7μm的温敏器和热图像传输,尚未广泛实用。最近,为了利用ZBLAN进行长距离传输,正在研制1.3μm的掺镨光纤放大器(PDFA)。
塑包光纤
塑包光纤(Plastic Clad Fiber)是将高纯度的石英玻璃作成纤芯,而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较,具有纤芯租、数值孔径(NA)高的特点。因此,易与发光二极管LED光源结合,损耗也较小。所以,非常适用于局域网(LAN)和近距离通信。
塑料光纤
这是将纤芯和包层都用塑料(聚合物)作成的光纤。早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光键路的光通信中。原料主要是有机玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和聚碳酸酯(PC)。损耗受到塑料固有的C-H结合结构制约,一般每km可达几十dB。为了降低损耗正在开发应用氟索系列塑料。由于塑料光纤(Plastic Optical fiber)的纤芯直径为1000μm,比单模石英光纤大100倍,接续简单,而且易于弯曲施工容易。近年来,加上宽带化的进度,作为渐变型(GI)折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。最近,在汽车内部LAN中应用较快,未来在家庭LAN中也可能得到应用。
单模光纤
单模光纤这是指在工作波长中,只能传输一个传播模式的光纤,通常简称为单模光纤(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有线电视和光通信中,是应用最广泛的光纤。由于,光纤的纤芯很细(约10μm)而且折射率呈阶跃状分布,当归一化频率V参数<2.4时,理论上,只能形成单模传输。另外,SMF没有多模色散,不仅传输频带较多模光纤更宽,再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使传输频带更加拓宽。SMF中,因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤(DePr-essed Clad Fiber),其包层形成两重结构,邻近纤芯的包层,较外倒包层的折射率还低。
多模光纤
多模光纤将光纤按工作波长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤(MMF:MUlti ModeFiber)。纤芯直径为50μm,由于传输模式可达几百个,与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自从出现SMF光纤后,似乎形成历史产品。但实际上,由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易,在众多LAN中更有优势。所以,在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。MMF按折射率分布进行分类时,有:渐变(GI)型和阶跃(SI)型两种。GI型的折射率以纤芯中心为最高,沿向包层徐徐降低。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中,产生各个光路径的时差,致使射出光波失真,色激较大。其结果是传输带宽变窄,目前SI型MMF应用较少。
色散位移光纤
单模光纤的工作波长在1.3Pm时,模场直径约9Pm,其传输损耗约0.3dB/km。此时,零色散波长恰好在1.3pm处。石英光纤中,从原材料上看1.55pm段的传输损耗最小(约0.2dB/km)。由于现在已经实用的掺铒光纤放大器(EDFA)是工作在1.55pm波段的,如果在此波段也能实现零色散,就更有利于应用1.55Pm波段的长距离传输。于是,巧妙地利用光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性,就可使原在1.3Pm段的零色散,移位到1.55pm段也构成零色散。因此,被命名为色散位移光纤(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大结构色散的方法,主要是在纤芯的折射率分布性能进行改善。在光通信的长距离传输中,光纤色散为零是重要的,但不是唯一的。其它性能还有损耗小、接续容易、成缆化或工作中的特性变化小(包括弯曲、拉伸和环境变化影响)。DSF就是在设计中,综合考虑这些因素。
十一 色散平坦光纤
色散移位光纤(DSF)是将单模光纤设计零色散位于1.55pm波段的光纤。而色散平坦光纤(DFF:Dispersion Flattened Fiber)却是将从1.3Pm到1.55pm的较宽波段的色散,都能作到很低,几乎达到零色散的光纤称作DFF。由于DFF要作到1.3pm~1.55pm范围的色散都减少。就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计。不过这种光纤对于波分复用(WDM)的线路却是很适宜的。由于DFF光纤的工艺比较复杂,费用较贵。今后随着产量的增加,价格也会降低。
十二 色散补偿光纤
对于采用单模光纤的干线系统,由于多数是利用1.3pm波段色散为零的光纤构成的。可是,现在损耗最小的1.55pm,由于EDFA的实用化,如果能在1.3pm零色散的光纤上也能令1.55pm波长工作,将是非常有益的。因为,在1.3Pm零色散的光纤中,1.55Pm波段的色散约有16ps/km/nm之多。如果在此光纤线路中,插入一段与此色散符号相反的光纤,就可使整个光线路的色散为零。为此目的所用的是光纤则称作色散补偿光纤(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF与标准的1.3pm零色散光纤相比,纤芯直径更细,而且折射率差也较大。DCF也是WDM光线路的重要组成部分。
十三 偏振保持光纤
在光纤中传播的光波,因为具有电磁波的性质,所以,除了基本的光波单一模式之外,实质上还存在着电磁场(TE、TM)分布的两个正交模式。通常,由于光纤截面的结构是圆对称的,这两个偏振模式的传播常数相等,两束偏振光互不干涉,但实际上,光纤不是完全地圆对称,例如有着弯曲部分,就会出现两个偏振模式之间的结合因素,在光轴上呈不规则分布。偏振光的这种变化造成的色散,称之偏振模式色散(PMD)。对于现在以分配图像为主的有线电视,影响尚不太大,但对于一些未来超宽带有特殊要求的业务,如:
①相干通信中采用外差检波,要求光波偏振更稳定时;
②光机器等对输入输出特性要求与偏振相关时;
③在制作偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等时;
④制作利用光干涉的光纤敏感器等,
凡要求偏振波保持恒定的情况下,对光纤经过改进使偏振状态不变的光纤称作偏振保持光纤(PMF:Polarization Maintaining fiber),或称其为固定偏振光纤。
十四 双折射光纤
双折射光纤是指在单模光纤中,可以传输相互正交的两个固有偏振模式的光纤。折射率随偏报方向变异的现象称为双折射。它又称作PANDA光纤,即偏振保持与吸收减少光纤(Polarization-maintai-ning AND Absorption- recing fiber)。它是在纤芯的横向两则,设置热膨胀系数大、截面是圆形的玻璃部分。在高温的光纤拉丝过程中,这些部分收缩,其结果在纤芯y方向产生拉伸,同时又在x方向呈现压缩应力。致使纤材出现光弹性效应,使折射率在X方向和y方向出现差异。依此原理达到偏振保持恒定的效果。
十五 抗恶环境光纤
通信用光纤通常的工作环境温度可在-40~+60℃之间,设计时也是以不受大量辐射线照射为前提的。相比之下,对于更低温或更高温以及能在遭受高压或外力影响、曝晒辐射线的恶劣环境下,也能工作的光纤则称作抗恶环境光纤(Hard Condition Resistant Fiber)。一般为了对光纤表面进行机械保护,多涂覆一层塑料。可是随着温度升高,塑料保护功能有所下降,致使使用温度也有所限制。如果改用抗热性塑料,如聚四氟乙稀(Teflon)等树脂,即可工作在300℃环境。也有在石英玻璃表面涂覆镍(Ni)和铝(Al)等金属的。这种光纤则称为耐热光纤(Heat Resistant Fiber)。另外,当光纤受到辐射线的照射时,光损耗会增加。这是因为石英玻璃遇到辐射线照射时,玻璃中会出现结构缺陷(也称作色心:Colour Center),尤在0.4~0.7pm波长时损耗增大。防止办法是改用掺杂OH或F素的石英玻璃,就能抑制因辐射线造成的损耗缺陷。这种光纤则称作抗辐射光纤(Radiation Resistant Fiber),多用于核发电站的监测用光纤维镜等。
十六 密封涂层光纤
为了保持光纤的机械强度和损耗的长时间稳定,而在玻璃表面涂装碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)、碳(C)等无机材料,用来防止从外部来的水和氢的扩散所制造的光纤(HCFHermeticallyCoated Fiber)。目前,通用的是在化学气相沉积(CVD)法生产过程中,用碳层高速堆积来实现充分密封效应。这种 碳涂覆光纤(CCF)能有效地截断光纤与外界氢分子的侵入。据报道它在室温的氢气环境中可维持20年不增加损耗。当然,它在防止水分侵入,延缓机械强度的疲劳进程中,其疲劳系数(Fatigue Parameter)可达200以上。所以,HCF被应用于严酷环境中要求可靠性高的系统,例如海底光缆就是一例。
十七 碳涂层光纤
在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤,称之碳涂层光纤(CCF:Carbon CoatedFiber)。其机理是利用碳素的致密膜层,使光纤表面与外界隔离,以改善光纤的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤(HCF)的一种。
十八 金属涂层光纤
金属涂层光纤(Metal Coated Fiber)是在光纤的表面涂布Ni、Cu、Al等金属层的光纤。也有再在金属层外被覆塑料的,目的在于提高抗热性和可供通电及焊接。它是抗恶环境性光纤之一,也可作为电子电路的部件用。 早期产品是在拉丝过程中,涂布熔解的金属作成的。由于此法因被玻璃与金属的膨胀系数差异太大,会增微小弯曲损耗,实用化率不高。近期,由于在玻璃光纤的表面采用低损耗的非电解镀膜法的成功,使性能大有改善。
十九 掺稀土光纤
在光纤的纤芯中,掺杂如何(Er)、钦(Nd)、谱(Pr)等稀土族元素的光纤。1985年英国的索斯安普顿(Sourthampton)大学的佩思(Payne)等首先发现掺杂稀土元素的光纤(Rare Earth DoPed Fiber)有激光振荡和光放大的现象。于是,从此揭开了惨饵等光放大的面纱,现在已经实用的1.55pmEDFA就是利用掺饵的单模光纤,利用1.47pm的激光进行激励,得到1.55pm光信号放大的。另外,掺错的氟化物光纤放大器(PDFA)正在开发中。
二十 喇曼光纤
喇曼效应是指往某物质中射人频率f的单色光时,在散射光中会出现频率f之外的f±fR, f±2fR等频率的散射光,对此现象称喇曼效应。由于它是物质的分子运动与格子运动之间的能量交换所产生的。当物质吸收能量时,光的振动数变小,对此散射光称斯托克斯(stokes)线。反之,从物质得到能量,而振动数变大的散射光,则称反斯托克斯线。于是振动数的偏差FR,反映了能级,可显示物质中固有的数值。 利用这种非线性媒体做成的光纤,称作喇曼光纤(RF:Raman Fiber)。为了将光封闭在细小的纤芯中,进行长距离传播,就会出现光与物质的相互作用效应,能使信号波形不畸变,实现长距离传输。 当输入光增强时,就会获得相干的感应散射光。应用感应喇曼散射光的设备有喇曼光纤激光器,可供作分光测量电源和光纤色散测试用电源。另外,感应喇曼散射,在光纤的长距离通信中,正在研讨作为光放大器的应用。
二十一 偏心光纤
标准光纤的纤芯是设置在包层中心的,纤芯与包层的截面形状为同心圆型。但因用途不同,也有将纤芯位置和纤芯形状、包层形状,作成不同状态或将包层穿孔形成异型结构的。相对于标准光纤,称这些光纤叫异型光纤。 偏心光纤(Excentric Core Fiber),它是异型光纤的一种。其纤芯设置在偏离中心且接近包层外线的偏心位置。由于纤芯靠近外表,部分光场会溢出包层传播(称此为渐消彼,Evanescent Wave)。利用这一现象,就可检测有无附着物质以及折射率的变化。 偏心光纤(ECF)主要用作检测物质的光纤敏感器。与光时域反射计(OTDR)的测试法组合一起,还可作分布敏感器用。
二十二 发光光纤
采用含有荧光物质制造的光纤。它是在受到辐射线、紫外线等光波照射时,产生的荧光一部分,可经光纤闭合进行传输的光纤。 发光光纤(Luminescent Fiber)可以用于检测辐射线和紫外线,以及进行波长变换,或用作温度敏感器、化学敏感器。在辐射线的检测中也称作闪光光纤(Scintillation Fiber)。 发光光纤从荧光材料和掺杂的角度上,正在开发着塑料光纤。
二十三 多芯光纤
通常的光纤是由一个纤芯区和围绕它的包层区构成的。但多芯光纤(Multi Core Fiber)却是一个共同的包层区中存在多个纤芯的。由于纤芯的相互接近程度,可有两种功能。 其一是纤芯间隔大,即不产生光耦会的结构。这种光纤,由于能提高传输线路的单位面积的集成密度。在光通信中,可以作成具有多个纤芯的带状光缆,而在非通信领域,作为光纤传像束,有将纤芯作成成千上万个的。 其二是使纤芯之间的距离靠近,能产生光波耦合作用。利用此原理正在开发双纤芯的敏感器或光回路器件。
二十四 空心光纤
将光纤作成空心,形成圆筒状空间,用于光传输的光纤,称作空心光纤(Hollow Fiber)。 空心光纤主要用于能量传送,可供X射线、紫外线和远红外线光能传输。空心光纤结构有两种:一是将玻璃作成圆筒状,其纤芯与包层原理与阶跃型相同。利用光在空气与玻璃之间的全反射传播。由于,光的大部分可在无损耗的空气中传播,具有一定距离的传播功能。二是使圆筒内面的反射率接近1,以减少反射损耗。为了提高反射率,有在简内设置电介质,使工作波长段损耗减少的。例如可以作到波长10.6pm损耗达几dB/m的。
二十五 高分子光导纤维
按材质分,有无机光导纤维和高分子光导纤维,目前在工业上大量应用的是前者。无机光导纤维材料又分为单组分和多组分两类。单组分即石英,主要原料为四氯化硅、三氯氧磷和三溴化硼等。其纯度要求铜、铁、钴、镍、锰、铬、钒等过渡金属离子杂质含量低于10ppb。除此之外,OH-离子要求低于10ppb。石英纤维已被广泛使用。多组分的原料较多,主要有二氧化硅、三氧化二硼、硝酸钠、氧化铊等。这种材料尚未普及。高分子光导纤维是以透明聚合物制得的光导纤维,由纤维芯材和包皮鞘材组成。芯材为高纯度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽丝制得的纤维,外层为含氟聚合物或有机硅聚合物等。
高分子光导纤维的光损耗较高,1982年,日本电信电报公司利用氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽丝作芯材,光损耗率降低到20dB/km。但高分子光导纤维的特点是能制大尺寸,大数值孔径的光导纤维,光源耦合效率高,挠曲性好,微弯曲不影响导光能力,配列、粘接容易,便于使用,成本低廉。但光损耗大,只能短距离应用。光损耗在10~100dB/km的光导纤维,可传输几百米。
二十六 保偏光纤
保偏光纤:保偏光纤传输线偏振光,广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中,使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变,提高相干信躁比,以实现对物理量的高精度测量。保偏光纤作为一种特种光纤,主要应用于光纤陀螺,光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统。由于光纤陀螺及光纤水听器等可用于军用惯导和声呐,属于高新科技产品,而保偏光纤又是其核心部件,因而保偏光纤一直被西方发达国家列入对我禁运的清单。保偏光纤在拉制过程中,由于光纤内部产生的结构缺陷会造成保偏性能的下降,即当线偏振光沿光纤的一个特征轴传输时,部分光信号会耦合进入另一个与之垂直的特征轴,最终造成出射偏振光信号偏振消光比的下降. 这种缺陷就是影响光纤内的双折射效应. 保偏光纤中,双折射效应越强,波长越短,保持传输光偏振态越好。

❽ 什么是光纤

光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。 光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。 光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。 光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。

阅读全文

与物理光纤是什么相关的资料

热点内容
word中化学式的数字怎么打出来 浏览:746
乙酸乙酯化学式怎么算 浏览:1411
沈阳初中的数学是什么版本的 浏览:1363
华为手机家人共享如何查看地理位置 浏览:1054
一氧化碳还原氧化铝化学方程式怎么配平 浏览:894
数学c什么意思是什么意思是什么 浏览:1421
中考初中地理如何补 浏览:1312
360浏览器历史在哪里下载迅雷下载 浏览:712
数学奥数卡怎么办 浏览:1402
如何回答地理是什么 浏览:1035
win7如何删除电脑文件浏览历史 浏览:1063
大学物理实验干什么用的到 浏览:1494
二年级上册数学框框怎么填 浏览:1713
西安瑞禧生物科技有限公司怎么样 浏览:1000
武大的分析化学怎么样 浏览:1255
ige电化学发光偏高怎么办 浏览:1345
学而思初中英语和语文怎么样 浏览:1666
下列哪个水飞蓟素化学结构 浏览:1430
化学理学哪些专业好 浏览:1493
数学中的棱的意思是什么 浏览:1071