光导纤维

纺贸912张静09104241发展历史1880-AlexandraGrahamBell发明光束通话传输1960-电射及光纤之发明。1966-华裔科学家“光纤之父”高锟预言光纤将用于通信。1970-美国康宁公司成功研制成传输损耗只有20dm/km的光纤。1977-首次实际安装电话光纤网路。1978-FORT在法国首次安装其生产之光纤电。1979-赵梓森拉制出我国自主研发的第一根实用光纤，被誉为“中国光纤之父”。1990-区域网路及其他短距离传输应用之光纤。2000-到屋边光纤=到桌边光纤。2005FTTH(FiberToTheHome)光纤直接到家庭。光导纤维简称光纤。是光通信的传输材料。是像头发丝那样细的透明玻璃纤维制成的光缆。在玻璃纤维中传导的不是电信号,而是光信号,故称其为光导纤维。什么是光导纤维？光纤结构光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。原理玻璃纤维的全反射原理光能够在玻璃纤维或塑料纤维中传递是利用光在折射率不同的两种物质的交界面处产生“全反射”作用的原理。全反射光由玻璃介质射入空气时，同时发生反射和折射，折射角大于入射角，随着入射角的增大，反射光线越来越强，折射光线越来越弱，当折射角增大到90°时，折射光线完全消失，只剩下反射光线，这种现象叫做全反射．θ1θ2介质NN'AOB空气θ3Cθ1θ3介质NN'AOC空气折射角θ2为90°时，发生全反射现象．全反射原理的应用实例海市蜃楼光纤的分类按传输方式：1．单模光纤所谓单模光纤（SingleModeFiber），就是指在给定的工作波长上只能传输一种模态，即只能传输主模态，其内芯很小，约8-10μm。由于只能传输一种模态，就可以完全避免模态色散，使得传输频带很宽，传输容量很大。这种光纤适用于大容最，长距离的光纤通信。它是未来光纤通信和光波技术发展的必然趋势。2．多模光纤所谓多模光纤（MultiModeFiber）就是指在给定的工作波长上，能以多个模态同时传输的光纤，多模光纤能承载成百上千种的模态。由于不同的传输模式具有不同传输速度和相位，因此在长距离的传输之后会产生延时，导致光脉冲变宽，这种现象就是光纤模间色散（或模态色散）。按介质材料石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。但损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。按折射率突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。按最佳传输频率窗口1、常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300μm。常规单模光纤在1.31μm处的色散比在1.55μm处色散小得多。这种光纤如工作在1.55μm波长区，虽然损耗较低，但由于色散较大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想的传输媒介。2、色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。为了使光纤较好地工作在1.55μm处，人们设计出一种新的光纤，叫做色散位移光纤（DSF）。这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色散点从1.31μm处移到1.55μm附近。这种光纤又称为1.55μm零色散单模光纤，代号为G653。G653光纤是单信道、超高速传输的极好的传输媒介。现在这种光纤已用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的超高速率、长中继距离的光纤通信系统中。按光纤的工作波长短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。短波长光纤是指0.8～0.9μm的光纤；长波长光纤是指1.0～1.7μm的光纤；而超长波长光纤则是指2μm以上的光纤。常用光纤规格：单模：8/125μm，9/125μm，10/125μm多模：50/125μm，欧洲标准62.5/125μm，美国标准工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm塑料：98/1000μm，用于汽车控制光导纤维的制备工艺根据光线从光密介质(高折射率)射入光疏介质(低折射率)时在界面处向光密介质内反射的原理，光线通过光纤时经反复反射向前输送。由于制造方法的不同，全反射型光导纤维又分为多模光纤和单模光纤。塑料光纤制备的工艺流程：单体精制→聚合→纺丝→包层和拉伸→光缆加工。各种不同类型的光纤成型方法又各有差异。全反射型光导纤维目前有棒管法、沉积法和复合纺丝法3种加工方法。1棒管法棒管法是将芯料高聚物制成棒状，外面套上包层材料管，然后再一起加热到高弹态进行拉伸制成光纤。2沉积法沉积法是将包层材料溶解或熔化为液态，然后使芯子从中穿过。从而使其附着在芯材上形成包层。3复合纺丝法复合纺丝法则分别把芯子和包层两种成纤高聚物溶融，用复合喷丝板纺丝成型。自聚焦型光纤是将具有不同折射率和聚合反应速度的单体注入一垂直的聚合管中，在旋转的情况下，通过光或热激发使之发生共聚，聚合物从管壁向轴中心逐渐析出，随着单体转化为聚合物的转化率上升，共聚物的折射率不断变化，最终得到折射率由里至外逐渐下降呈抛物线分布的产物。光纤传输优点1频宽带损耗低2重量轻3抗干扰能力强4保真度高5工作性能可靠6成本不断下降7缺点：主要是衰减造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴（单模光纤同轴度要求小于0.8μm），端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。12通信领域医学领域3456照明和光能传送领域国防军事领域工业领域其他领域1.通信领域卫星通信家庭光纤宽带光纤通信配件2.医学领域•医学上用光导纤维制成纤维镜，把探头送到人的食道、胃或十二指肠中去，光线通过传光束照明这些器官的内壁，再通过传像束把内部的病变情况传到目镜，进行观察。肛肠治疗仪光纤喉镜口腔内窥镜绿激光治疗前列增生手术激光手术刀幻彩光纤地埋灯3.照明和光能传送领域4.国防军事领域核潜艇潜望镜光学潜望镜5.工业领域光导微机介质损耗仪传感器百光导管6.其他领域光纤水下灯光纤圣诞贺卡光导纤维的发展前景近年来塑料光导纤维得到了迅速的发展，以聚苯乙烯为芯、有机玻璃为外皮是最简单的一种。与石英光导纤维相比，塑料光导纤维柔软、易加工、质量轻、价廉，广泛应用在某些设备或建筑内部传递光信号，或用作装饰与广告陈列室等等；还可用作光传导器。张静纺贸912