掌握单模和多模光纤的特点和应用
一、光纤结构和类型
(一)光纤的结构
光纤是光导纤维的简称,是一种新的光波导,是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。
它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。(光纤呈圆柱形,由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。)
纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成,内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。
包在外围的覆盖层就像不透明的物质一样,防止了光线在穿插过程中从表面逸出。
1.纤芯
位置:位于光纤的中心部位,
直径:在4~50μm,单模光纤的纤芯直径为4~10μm,多模光纤的纤芯直径为50μm。纤芯的成分:含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅(如二氧化锗,五氧化二磷)作用是适当提高纤芯对光的折射率,用于传输光信号。
2.包层
位置:位于纤芯的周围
直径:125μm
成分:是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。
掺杂剂(如三氧化二硼)的作用:适当降低包层对光的折射率,使之略低于纤芯的折射率,即纤芯的折射率大于包层的折射率(这是光纤结构的关键),它使得光信号封闭在纤芯中传输。
3.光纤的最外层为涂覆层,包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。
一次涂覆层:一般使用丙烯酸醋、有机硅或硅橡胶材料;
缓冲层:一般为性能良好的填充油膏;
二次涂覆层:一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。
涂覆层的作用:是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤,同时增加光纤的机械强度与可弯曲性,起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤外径约2.5mm。
(二)光纤的折射率分布
光纤的折射率分布有两种典型的情况:阶跃折射率光纤,渐变折射率光纤。
它们的共同特点:纤芯的折射率大于包层的折射率,这也是光信号在光纤中传输的必要条件。
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责任编辑:蓝精灵