光纤基本知识教程文件
- 格式:ppt
- 大小:384.50 KB
- 文档页数:34
光纤光缆的基础知识一、光纤1.光纤的定义光纤是光导纤维的简称,即用来通光传输的石英玻璃丝。
2.光纤的结构组成和作用1)光纤的构成:光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成,为了保护光纤不受外力和环境的影响,在包层的外面都加上一层塑料护套(也叫涂覆层)。
2)光纤各组成部分的作用:纤芯:siO2+GeO2(作用是导光通信)包层:siO2(作用是使全反射成为可能)涂覆层:光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂(作用是防止光纤表面受损产生微裂纹,将光纤表面与环境中的水分、化学物质隔开,防止已有的微小裂纹逐步生长扩大)3.光纤的分类A:按组成光纤的材料分类:玻璃(石英)光纤、塑料光纤;B:按光纤横截面上折射率分布分类:有突变型光纤(普通单模光纤)、渐变型光纤(多模光纤)、阶跃型光纤等;C:按光纤传输模式分类:多模光纤、单模光纤等.单模光纤中光偏振状态要传输过程中是否保持不变,又可分为偏振模保持光纤和非偏振模保持光纤;D:按工作波长窗口分类:长波长光纤和短波长光纤等注:单模光纤是指只能传输一种模式(基模或最低阶模)的光纤,其信号畸变很小。
多模光纤是一种能承载多种模式的光纤,即能够允许多个传导模的通过。
模是指光在光纤中的传输方式(单模/多模)。
单模光纤具有很小的芯径,以确保其传输单模,但是其包层直径要比芯径在十多倍,以避免光的损耗。
单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点,作为一种理想的光通信媒介,在全世界得到及为广泛的应用。
4.光纤的特性A:几何特性和光学特性(主要针对单模光纤)纤芯直径:A、多模光纤(50um/62。
5um两种标称直径)B、单模光纤(8.3um)包层直径:125。
0±1.0um包层不圆度:≤1。
0%涂层外径:245±5.0um纤芯、包层同心度:≤0。
5um翘曲度:曲率半径≥4.0m模场直径:指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。
它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。
光纤基础知识光纤是光导玻璃纤维的简称,就是用来导光的透明介质纤维,它是一种新型的光波导。
光纤外径一般为125 μm~140 μm,芯径一般为3 μm~100 μm。
1.光纤的结构一根实用化的光纤是由多层透明介质构成的,一般为同心圆柱形细丝,为轴对称结构,可以分为三部分:折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层。
其外形如图2.1所示,其结构如图2.2所示。
图2.1 光纤外形示意图图2.2 光纤的结构示意图光纤的结构一般是双层或多层的同心圆柱体,如图2.2所示。
中心部分是纤芯,纤芯以外的部分称为包层。
纤芯的作用是传导光波,包层的作用是将光波封闭在光纤中传播。
为了达到传波的目的,需要使光纤材料的折射率n,大于包层1。
为了实现纤芯和包层的折射率差,必须使纤芯和包层材料有所材料的折射率n2不同。
目前实用的光纤主要是石英。
如果在石英中掺入折射率高于石英的掺杂剂,则就可作为纤芯材料。
同样如果在石英中掺入折射率比石英低的掺杂剂,则就可以作为包层材料,经过这样掺杂后,上述的目的就可达到了。
也就是说,光纤是由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成的。
(1)纤芯位于光纤的中心部位,是光波的主要传输通道。
直径d1=4 μm~50 μm,单模光纤的纤芯为4 μm~10 μm,多模光纤的纤芯为50 μm。
纤芯的成分是高纯度SiO2,掺有极少量的掺杂剂(如GeO2,P2O5),作用是提高纤芯对光的折射率(n1),以传输光信号。
(2)包层位于纤芯的周围。
直径d2=125 μm,其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。
而掺杂剂(如B2O3)的作用则是适当降低包层对光的折射率(n2),使之略低于纤芯的折射率,即n1>n2,它使得光信号封闭在纤芯中传输。
(3)涂覆层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酯、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。