光电子技术光纤和光纤技术简介共54页

光纤的概念和技术简介背景介绍1881年,亚历山大·格雷厄姆·贝尔成功传输声音信号光线。

“发射器”是一面镜子,反射的光在它上面产生振动，发出略有不同的声音。

接收器是一块硒,它有一个电阻对光线很敏感。

贝尔称他的发明为“光”,认为这是注定要成为他一生中最大的成就。

尽管贝尔发明的原理性质,作为光通信系统里面成功运作的所有必需的组件:一个发射机将交流信号转换成一个光源,光接收器接受并把它转换成一个可读的(电子)信号;以及媒介携带光从一点到另一点。

在设计一个光纤通信系统时,贝尔最大的障碍不是发射机或接收机,而是作为媒体的光必须能够传递,户外太阳光束的传播显然不能胜任这份工作。

快进到1970年,当终于实现产生一个商业上可行的光通信技术。

就像贝尔教授,主要还是集中在传输媒体的发明能够携带光信号长距离水平可以接受的衰减(功率损耗)。

在传输途中,光脉冲失去一些能量。

研究人员可接受的损失值为20 db/公里或更少。

也就是1%的光进入媒体仍将在1公里中“传输”。

在1970年初,康宁玻璃的科学家们成功地开发了一种玻璃纤维，其损失20 db/公里,而在70年末杜邦公司推出第一个小直径丙烯酸纤维具有类似衰减。

商业应用的光纤之后很快运用起来。

电话公司迅速开始取代铜线骨干光纤线在两个地区、在长途电话系统以及城际电信系统。

有线电视公司也开始将光纤集成到电缆系统带宽升级干线连接中央办公室和区域中心或节点。

许多学院,大学,写字楼,工厂也开始利用光纤互连大型机和局域网络计算系统——无论是增加带宽,也为了提高可靠性的日益复杂的计算机网络。

在同一时期，光纤在航空电子设备和其他军事航空航天也得到应用。

1976年美国空军更换线束的a-7飞机的所有光学数据链路的机载光技术项目(在空中):302电缆,1200多米长,体重在40000克被替换为12纤维,76米长,体重低于1700克。

今天,使用光纤系统进行数字化视频、语音和数据是常见的。

光电子技术基础•光电子技术概述•光源与光辐射•光电探测器与光电转换目录•光学系统与光路设计•光电子器件与工艺•光电子技术应用实例光电子技术概述01CATALOGUE光电子技术的定义与发展光电子技术的定义光电子技术是研究光与电子相互作用及其应用的科学领域，涉及光的产生、传输、调制、检测和处理等方面。

光电子技术的发展历程自20世纪初爱因斯坦提出光电效应以来，光电子技术经历了从基础研究到应用研究的逐步发展，现已成为现代科技领域的重要分支。

光电子技术在通信领域的应用主要包括光纤通信、无线通信和卫星通信等，实现了高速、大容量的数据传输。

通信领域光电子技术在显示技术方面的应用如液晶显示、有机发光显示等，为现代电子产品提供了丰富多彩的视觉体验。

显示技术光电子技术在太阳能利用、光伏发电等领域的应用，为可再生能源的开发和利用提供了技术支持。

能源领域光电子技术在生物医学领域的应用如光学成像、光动力疗法等，为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。

生物医学随着微电子技术的发展，光电子器件将越来越微型化、集成化，实现更高的性能和更小的体积。

微型化与集成化人工智能和自动化技术的引入将进一步提高光电子系统的智能化水平，实现更高效的运行和管理。

智能化与自动化环保意识的提高将推动光电子技术向更环保的方向发展，如开发低能耗、无污染的光电子器件和系统等。

绿色环保光电子技术与材料科学、生物医学等学科的融合将产生更多的交叉学科和创新应用。

跨学科融合光源与光辐射02CATALOGUE利用物体加热到高温后产生的热辐射发光，如白炽灯、卤钨灯等。

具有连续光谱、色温低、显色性好等特点。

热辐射光源利用气体放电时产生的可见光辐射发光，如荧光灯、高压汞灯等。

具有高效、节能、长寿命等优点。

气体放电光源利用固体发光材料在电场或光场激发下产生的发光现象，如LED 、OLED 等。

具有节能环保、响应速度快、可调控性强等特点。

固体发光光源光源的种类与特性表示光源发出的总光能量，单位是流明（lm ）。

光纤一、光纤的基本简介一种传输光能的波导介质，一般由纤芯和包层组成。

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。

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。

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。

二、光纤的历史1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。

结果使观众们大吃一惊。

人们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。

人们曾经发现，光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输；人们还发现，顺着光能顺着弯曲的玻璃棒前进。

这是为什么呢？难道光线不再直进了吗？这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现这是全反射的作用。

表面上看，光好像在水流中弯曲前进。

实际上，在弯曲的水流里，光仍沿直线传播，只不过在内表面上发生了多次全反射，光线经过多次全反射向前传播。

后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。

由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。

三、光纤的系统运用1 、通讯运用多股光导纤维做成的光缆可用于通信，它的传导性能良好，传输信息容量大，一条通路可同时容纳数十人通话。

可以同时传送数十套电视节目，供自由选看。

利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。

一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话！铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。

光电子技术在光纤通信中的应用随着科技的不断进步与发展，光电子技术作为一种新兴的技术手段，已经快速地被广泛地应用于光纤通信领域。

光电子技术可以将光信号与电信号进行转换，并进行去噪、放大、增强等一系列处理，以提高光纤通信质量和传输速率。

本文将会详细探讨光电子技术在光纤通信中的应用。

光电子技术介绍光电子技术是一种将光信号和电信号相互转换的技术。

通过将光信号转化为电信号或者将电信号转化为光信号实现信号传输，在光通信、光存储、图像处理、激光雷达、医疗仪器、工业制造、光电控制等领域均有广泛的应用。

尤其是在光纤通信领域，光电子技术发挥了极其重要的作用。

光电子技术在光纤通信中的应用1. 光纤传感器光纤传感器是一种通过测量光学信号的变化，来检测物理量、化学量等量值的传感器。

它利用了光信号传输特性中的可调制、弱耦合等特点，以及光纤的机械特性、光电探测技术等优点，具有高灵敏度、可靠性高、传输距离远、不受电磁干扰、对环境影响小等优点。

它能够被广泛地应用于通信、能源、医疗、环保等领域中，例如：在油井中应用光纤传感技术，能够实现实时监测天然气、原油内部的运动情况并提供可视化图像，提高生产效率与安全性。

2. 光放大器技术光放大器技术是指一种将光信号电子放大器将电信号转化为光信号后再放大的技术。

通过对光信号进行加强，在信号传输的过程中，可以有效地抵抗信号的衰减，提高信号品质，延长信号传输距离，对于光纤信号的传输质量和速率的提升具有非常重要的作用。

更进一步的，大部分通信公司都已经采用了光放大器技术，以提高信号质量和传输速率，这也使得光纤通信的应用得以实现更高速、更稳定，更安全的数据传输。

3. 光电路技术光电路技术是一种利用光电子设备实现功能的技术方法。

通俗来说，就是将传统的电子技术中使用的半导体器件替换成光电子器件实现相应的功能。

光电路技术应用于整个光通讯领域，是将光纤通信从电路网络向光学网络的转换。

总结随着信息技术的不断发展，光纤通信越来越成为人们进行数据传输的首选方式。

光纤通信概述及光纤和光缆基础知识介绍一、光纤通信概述光纤通信是一种基于光纤传输信息的技术，它利用光的特性实现信号的传输和处理。

与传统的铜线和无线通信相比，光纤通信具有更高的带宽、更低的信号衰减和更远的传输距离等优点，因此成为国际上普遍采用的通信方式之一。

光纤通信系统通常由三部分组成：光源、传输介质和接收器。

其中，光源产生光信号，光纤负责传输；光接收器接收信号并将其转化为电信号。

光源可以是半导体激光器、发光二极管等，而光接收器则可以是光电二极管、光二极管等。

光纤通信系统具有以下优点：1.高速传输：光纤的传输速度很快，可达到每秒数十亿位的传输速率，远高于传统的铜线通信。

2.信号衰减小：由于光纤中传播的是光信号，而光信号的衰减比电信号小很多，因此在长距离传输时，光纤的信号衰减相对较小，传输质量更好。

3.安全可靠：由于光信号无法被窃听和干扰，因此光纤通信更安全可靠。

二、光纤和光缆基础知识介绍1. 光纤光纤是将光束导入硅基、石英等材料中传播的一种技术。

一般由芯、包层和包覆层组成。

芯是载流介质，包层是用来防止信号泄漏的介质，包覆层是用来保护光纤的外层。

光纤的类型主要有多模光纤和单模光纤两种。

多模光纤的芯的直径一般为50或62.5微米，单模光纤的芯的直径只有几个微米左右。

单模光纤的优点在于传输质量更好，由于芯的直径小，所以功率损失更少，传输距离也更远，但造价也较高。

2. 光缆光缆是用来保护和传输光纤的一种材料。

它主要由光纤、护套、铠装层和防水层等组成。

光缆的护套一般由PVC、LSZH和PE等材料构成，不同的护套材料具有不同的特性，一般用于不同的场合。

光缆比较脆弱，需要特别的保护，因此在光缆的外层一般要铺设防水层、铠装层等来进行保护。

其中的防水层主要作用是保护光缆不能被水泡，铠装层则是为了防止外力对光缆的影响。

三、总结光纤通信是一种现代化的通信技术，它具有高速传输、信号衰减小和安全可靠等优点。

光纤通信系统由光源、传输介质和接收器三部分组成。

光电子技术与光通信光电子技术是一门利用光学原理，将光能转化为电能或利用电能控制光能的技术。

光通信是一种通过光传输信息的通信方式。

光电子技术与光通信之间有着密切的联系和相互依赖关系。

本文将介绍光电子技术和光通信的基本原理、应用领域以及未来的发展趋势。

一、光电子技术的基本原理光电子技术是利用光与电之间的相互转换关系实现信息传输和处理的技术。

光电子技术主要包括光电转换、光传输、光控制等方面的研究和应用。

光电转换是指将光能转化为电能或将电能转化为光能的过程，其中最常见的应用就是光电二极管。

光二极管可以将光信号转化为电信号，并进行电信号的放大和处理。

光传输是指通过光纤等光传输介质进行信息传输的过程。

光控制是指利用电信号对光进行调控和控制的过程，例如光开关、光调制器等。

二、光通信的基本原理光通信是一种通过光传输信息的通信方式，相比传统的电信通信方式，光通信具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点。

光通信主要包括光源、光传输介质、光检测器以及光通信系统等几个重要组成部分。

光源是指产生光信号的装置，一般使用激光器作为光源。

光传输介质是指用于传输光信号的介质，目前应用最广泛的是光纤。

光检测器是将传输的光信号转化为电信号的装置。

光通信系统是由光源、光传输介质、光检测器以及相应的调制、解调器组成的通信系统。

光通信系统广泛应用于电话网络、互联网等领域。

三、光电子技术与光通信的应用领域光电子技术与光通信在众多领域中得到了广泛的应用。

其中，最常见的应用就是通信领域。

光通信技术的高传输速度和大带宽使得它成为了现代通信的重要手段。

光纤通信在电话网络、互联网等领域中占据了重要地位，大大改善了信息传输的质量和效率。

另外，光电子技术和光通信也在医疗、能源、环境监测、军事等领域中得到广泛应用。

例如，激光在医疗领域中应用于激光手术和激光治疗等；光纤传感技术在环境监测中被广泛应用，例如光纤传感温度计、光纤传感压力计等。

四、光电子技术与光通信的发展趋势随着信息时代的不断发展，光电子技术与光通信也将迎来更加广阔的发展空间。