光導(dǎo)纖維，簡作光纖，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。包含光纖的線纜稱為光纜。在日常生活中，由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。隨著光纖的價(jià)格日漸降低，光纖也被用于醫(yī)療和娛樂的用途。
光纖的結(jié)構(gòu)和分類
光纖主要分為兩類，一是漸變光纖，一是躍階光纖。前者的折射率是漸變的，而后者的折射率是突變的。 另外還分為單模光纖及多模光纖。 近年來，又有新的光子晶體光纖問世。 光導(dǎo)纖維是雙重構(gòu)造，核心部分是高折射率玻璃，表層部分是低折射率的玻璃或塑料，光在核心部分傳播，并在表層交界處不斷進(jìn)行全反射，沿“之”字形向前傳播。這種纖維比頭發(fā)絲還細(xì)，這樣細(xì)的纖維要有折射率截然不同的雙重結(jié)構(gòu)分布，是一個非常驚人的技術(shù)。各國科學(xué)家經(jīng)過多年努力，創(chuàng)造了“內(nèi)附著法”、“MCVD法”、“VAD法”等，制成了超高純石英玻璃，特制成的光導(dǎo)纖維傳播光的效率有了非常明顯的提高?，F(xiàn)在較好的光導(dǎo)纖維，其光傳播損耗每公里只有零點(diǎn)二分貝;也就是說傳播一公里后只損耗4.5%。 光纖的雷射雖不具殺傷力，但直視仍有危險(xiǎn)。
光纖的應(yīng)用
目前用于通信中的光纖主要是玻璃纖維，其外徑約為250微米，中心通光部分直徑為10~60微米。在醫(yī)學(xué)上，光纖用于內(nèi)視鏡，在娛樂方面，常用于音響的訊號線。 光纖熔接光纖熔接技術(shù)主要是用熔纖機(jī)將光纖和光纖或光纖和尾纖連接，把光纜中的裸纖和光纖尾纖熔合在一起變成一個整體，而尾纖則有一個單獨(dú)的光纖頭。通過與光纖收發(fā)器連接，將光纖和雙絞線連接，接到信息插座。在光纖的熔接過程中用到的主要工具有:光端盒、光纖收發(fā)器、尾纖、耦合器、專用剝線鉗、光纖切割刀等。
按光在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖。
多模光纖
多模光纖的纖芯直徑為50~62.5μm，包層外直徑125μm，單模光纖的纖芯直徑為8.3μm，包層外直徑125μm。光纖的工作波長有短波長0.85μm、長波長1.31μm和1.55μm。光纖損耗一般是隨波長加長而減小，0.85μm的損耗為2.5dB/km,1.31μm的損耗為0.35dB/km，1.55μm的損耗為0.20dB/km，這是光纖的最低損耗，波長1.65μm以上的損耗趨向加大。由于OHˉ的吸收作用，0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范圍內(nèi)都有損耗高峰，這兩個范圍未能充分利用。80年代起，傾向于多用單模光纖，而且先用長波長1.31μm。 多模光纖 多模光纖(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴(yán)重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時(shí)則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。
單模光纖
單模光纖(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很細(xì)(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。后來又發(fā)現(xiàn)在1.31μm波長處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一為正、一為負(fù)，大小也正好相等。這就是說在1.31μm波長處，單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看，1.31μm處正好是光纖的一個低損耗窗口。這樣，1.31μm波長區(qū)就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口，也是現(xiàn)在實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段。1.31μm常規(guī)單模光纖的主要參數(shù)是由國際電信聯(lián)盟ITU-T在G652建議中確定的，因此這種光纖又稱G652光纖。
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