光纤专题论文

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1、光纤专题论文理学院光科100310272089赵子豪摘要：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，光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式，已成为现代通信的主要支柱之一。本次试验中具体了解到光纤的物理特性和应用。关键词：光纤耦合传感通信引言：光纤以二氧化硅为原料制成，质地脆不适合弯曲。光纤的灵敏度好，传输光信号不易受干扰，但是实际应用中光纤的耦合效率低，很难做到耦合，这成为光纤应用的一大障碍。光纤进行信息传输，传感测量都需要先进行光纤的耦合。光纤通信优点颇多是现代通信发展的主要方向。光纤概述光纤即为光导纤维的简称

2、。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。　光纤的耦合在实验中光纤与光源的耦合有直接耦合和经聚光器件耦合两种。直接耦合是使光纤直接对准光源输出的光进行的“对接”耦合。这种方法的操作过程是：将用专用设备使切制好并经清洁处理的光纤端面靠近光源的发光面，并将其调整到最佳位置（光纤输出端的输出光强最大），然后固定其相对位置。这种方法简单，但必须有专用设备而且需要细心地调试，才能达到一定的耦合功率

3、。如果光源输出光束的横截面面积大于纤芯的横截面面积，将引起较大的耦合损耗。经聚光器件耦合是将光源发出的光通过聚光器件将其聚焦到光纤端面上，并调整到最佳位置（光纤输出端的输出光强最大）。这种耦合方法能提高耦合效率。耦合效率η的计算公式为式子中P1为耦合进光纤的光功率（近似为光纤的输出光功率）。P2为光源输出的光功率。（1）直接耦合切制处理好光纤光学端面，然后按图示意进行耦合操作。光纤输入端面输出光LD激光器功率检测仪器（2）透镜耦合将激光光束经过透镜汇聚后按上述的方法进行同样的耦合调试。最终的耦合结果是透镜耦合约为直接耦合效率的3倍多，能大大提高耦合效率。两种方法都存在调试的困难。如何

4、增加光线的耦合效率是一个问题，为了增大光纤的耦合效率可以使用光源－光纤耦合器，光源－光纤耦合器顾名思义可以增加光源与光纤间的耦合效率。从光纤本身的角度来说，光纤的数值孔径越大那么光源光耦合进光纤中越容易，耦合效率也会越高，光纤的数值孔径主要与光线的内芯与外包层的折射率有关，所以选用合适的光纤也同样可以增加耦合的效率。同样的也有用于光纤与光纤间的光纤耦合器，光纤耦合器是光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件，它是把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使其介入光链路从而对系统造成的影响减到最小光纤通信光纤通讯有很多种优点：(1)通信容

5、量大、传输距离远(2)信号干扰小、保密性能好(3)抗电磁干扰、传输质量佳(4)光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输(5)材料来源丰富,环境保护好，有利于节约有色金属铜(6)无辐射，难于窃听(7)光缆适应性强，寿命长但是同时光纤也有相应的弊端：(1)质地脆，机械强度差(2)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术(3)分路、耦合不灵活　　(4)光纤光缆的弯曲不能过大，否则易发生断裂。光纤通信的发展离不开光纤通信技术的进步。目前,光纤通信技术已有了长足的发展,新技术也不断涌现,进而大幅度提高了通信能力,并不断扩大了光纤通信的应用范围。更多的光纤通信技术的发展为光纤通信事业的进步奠定了基础

6、，我国目前处于技术超前与应用的阶段，很多高技术的成果还无法应用的实际的光纤通信中，存在着很大的实践难度，因此发展光纤的实际应用是眼下的当务之急。光纤传感　光纤传感器的基本工作原理是将来自光源的光经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏正态等）发生变化，称为被调制的信号光，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。光纤传感器的应用于对磁、声、压力、温度、加速度、陀螺、位移、液面、转矩、光声、电流和应变等物理量的测量。光纤传感器的应用范围很广，几乎涉及国民经济和国防上所有重要领域和人们的日常生活，尤其可以安全有效地

7、在恶劣环境中使用，解决了许多行业多年来一直存在的技术难题。光纤传感器可分两大类：一类是功能型（传感型）传感器；另一类是非功能性（传光型）传感器。功能型传感器是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件，被测量对光纤内传输的光进行调制，使传输的光的强度、相位、频率或偏振态等特性发生变化，现通过被调制走的传导进行解调，从而得出被测信号。光纤在其中不仅是导光媒质，而且也是敏感元件，光在光纤内被测量调制，多采用多模光纤。优点：结构紧凑，灵敏度度。缺点：须用特殊光纤，成本