光纤分类与光缆传感课件

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1、第七章光纤分类与光缆传感第一节光纤的分类主要从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳。（1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光（0.85μm、1.3μm、1.55μm）（2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型、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：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料（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：有汽相轴

2、向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）和双坩锅法等。二、石英光纤是以二氧化硅为主要原料，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。掺氟光纤（FluorineDopedFiber）为石英光纤的典型产品之一。何谓掺氟光纤通常，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。但掺氟光纤的纤芯，大多使用二氧化硅，而在包层中却是掺入氟的。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。何谓掺氟光纤氟的作

3、用主要是可以降低二氧化硅的折射率。因而，常用于包层的掺杂。因此掺氟光纤中，纤芯并不含有影响折射率的氟素掺杂物。由于它的瑞利散射很小，而且损耗也接近理论的最低值。所以多用于长距离的光信号传输。石英光纤(SilicaFiber)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，还可用于导光和传导图像等领域。三，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（InfraredOpticalFiber）

4、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。四，复合光纤复合光纤（CompoundFiber）是指在二氧化硅原料中，再适当混合诸如氧化钠、氧化硼、氧化钾等氧化物的多成分玻璃作成的光纤，特点是多成分玻璃比石英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。五，氟化物光纤氟化物光纤（FluorideFiber）是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料包括氟化铝、氟化钡、氟化镧、氟化钠等氟化物玻璃原料。简称为ZBLAN。主要工作在2～10μm波长的光传输业务。五，氟化物光纤由于ZBLA

5、N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dB／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的掺锗光纤放大器（PDFA）。六，塑包光纤塑包光纤（PlasticCladFiber）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

6、纤芯粗、数值孔径（N.A.）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。七，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。七，塑料光纤由于塑料光纤（PlasticOpticalfiber）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

7、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，在汽车内部局域网中应用较快，未来在家庭局域网中也可能得到应用。八，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：SingleModeFiber）。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。八，单模光纤另外，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

8、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-essedCladFiber），其包层形成两