光导纤维

光导纤维制造及其应用简介光纤传输原理光纤结构光纤材料及制造光纤应用高锟，1933年出生于上海。童年时对化学最感兴趣，曾自制灭火筒、焰火和晒相纸。1948年全家迁往香港。后考进香港大学。1966年，高锟提出用玻璃代替铜线的大胆设想，经过不懈的努力，他发明了石英玻璃，制造出世界上第一根光导纤维。2009年获得诺贝尔物理学奖。被誉为“世界光纤之父”赵梓森，中国工程院院士。他拉出了中国第一根实用光纤，使得光纤真正产业化。是“中国的光纤之父”简介光导纤维又称为导光纤维、光学纤维，是一种把光能闭合在纤维中而产生导光作用的纤维，由两种或两种以上折射率不同的透明材料通过特殊复合技术而制成。重量轻成本低敷设方便容量大抗干扰稳定可靠保密性强光纤传输原理光疏介质：折射率小的介质叫光疏介质。光密介质：折射率大的介质叫光密介质。介质空气水酒精金刚石折射率1.000281.331.362.42光纤传输原理Table1.常见物质的折射率全反射全反射：光从光密介质射入到光疏介质时，若入射角增大到某一角度，折射光线就会完全消失，只剩下反射光线的现象。临界角：折射角等于90°时的入射角（刚好发生全反射时的角）符号C表示。全反射的条件：（1）光从光密介质进入光疏介质（2）入射角大于等于临界角（i≥C）临界角与折射率的关系：𝑛=1𝑠𝑖𝑛𝑐BCAθ光纤传输在光纤中，光传输就是利用光的全反射原理，当入射到光纤芯子中的光与光轴线的交角小于一定值时，光线在界面上发生全反射。这时，光将在光纤的芯子中沿锯齿状路径曲折前进，但不会穿出包层，这样就避免了光在传输过程中的折射损耗。光纤结构光纤是高透明电介质材料制成的非常细(外径约为125um～200pm)的低损耗导光纤维，具有束缚和传输光的功能。光纤本身由纤芯和包层构成，纤芯是由高透明固体材料制成。纤芯的外面是包层，用折射率相对纤芯较低的石英玻璃、多组分玻璃或塑料制成。导光能力取决于纤芯和包层的性质。纤芯（高石英玻璃）包层（有损耗石英玻璃）二次被覆层（尼龙）缓冲层（硅树脂）一次被覆层（变性硅）光纤材料及制造石英玻璃光纤石英玻璃光纤以二氧化硅(SiO2)为主要原料，并按不同的掺杂量来控制纤芯和多组分玻璃光纤的折射率。包层中掺加氟素来降低折射率，纤芯中掺加二氧化锗提高折射率。多组分玻璃光纤多组分玻璃光纤的成分除石英外还含有氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化钙(CaO)、氧化硼(B2O)等其他氧化物。红外光纤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2pm，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。目前正在研究的有重金属氧化物玻璃、卤化物玻璃、硫系玻璃和卤化物晶体等。塑料光纤它是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线路的光通信中，原料主要是有机玻璃(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)。为了降低损耗，目前正在开发应用氟素系列塑料。金属涂层光纤金属涂层光纤是在光纤的表面涂布Ni、Cu、Al等金属层的光纤。也有在金属层外被覆塑料的，目的在于提高抗热性和可供通电及焊接。它是抗恶环境性光纤之一，也可作为电子电路的部件用。掺稀土光纤在光纤的纤芯中，掺杂饵(Er)、钕(Nd)、镨(Pr)等稀土族元素的光纤为掺稀土光纤。发光光纤发光光纤是采用含有荧光物质制造的光纤。它是在受到辐射线、紫外线等光波照射时，产生的一部分荧光，可以用于检测辐射线和紫外线，以及进行波长变换。从荧光材料和掺杂的角度上，目前正在开发塑料发光光纤。光纤制造光导纤维最广泛的应用是在通信领域，即光导纤维通信。医学上，光导纤维可以用作深部探查内窥镜(胃镜、血管镜等)的光学元件。在照明和光能传送方面，利用光导纤维短距离可以实现一个光源多点照明。它是未来的最佳灯具，与太阳能的利用结合起来将成为最经济实用的光源。在工业方面，可传输激光进行机械加工，制成各种传感器。光纤应用参考文献：[1]殷景华.功能材料概论[M].黑龙江:哈尔滨工业大学出版杜,1999．[2]毕宏章.玻璃光纤的应用D],高科技纤维的应用,2001(2):33～34．[3]汤琳、林永寿.一种高效实用的传光介质[J].玻璃纤维,1999(3):61～63．[4]张耀明,马永红.多排多孔共挤法生产塑料光纤的研究[J]玻璃纤维,2001(5):28～32．[5]《纤维光学》编写组.纤维光学[M].北京:国防工业出版社,1974．[6]荆工.应用光学[M].北京:国防工业出版社,1973．thanks参考文献