②有一定帶寬且色散?。?/div>
③接線容易;
④易于成統(tǒng);
⑤可靠性高;
⑥制造比較簡(jiǎn)單;
⑦價(jià)廉等。光纖的分類主要是從工作波長(zhǎng)、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的,茲將各種分類舉例如下。
(1)工作波長(zhǎng):紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。
(2)折射率分布:階躍(SI)型光纖、近階躍型光纖、漸變(GI)型光纖、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。
(3)傳輸模式:?jiǎn)文9饫w(含偏振保持光纖、非偏振保持光纖)、多模光纖。
(4)原材料:石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖(如塑料包層、液體纖芯等)、紅外材料等。按被覆材料還可分為無(wú)機(jī)材料(碳等)、金屬材料(銅、鎳等)和塑料等。
(5)制造方法:預(yù)塑有汽相軸向沉積(VAD)、化學(xué)汽相沉積(CVD)等,拉絲法有管律法(Rod intube)和雙坩鍋法等。
石英光纖
石英光纖(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)為主要原料,并按不同的摻雜量,來(lái)控制纖芯和包層的折射率分布的光纖。石英(玻璃)系列光纖,具有低耗、寬帶的特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于有線電視和通信系統(tǒng)。
石英玻璃光導(dǎo)纖維的優(yōu)點(diǎn)是損耗低,當(dāng)光波長(zhǎng)為1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損耗只有1dB/km,在1.55μm處*,只有0.2dB/km。
摻氟光纖
摻氟光纖(Fluorine Doped Fiber)為石英光纖的典型產(chǎn)品之一。通常,作為1.3μm波域的通信用光纖中,控制纖芯的摻雜物為二氧化鍺(GeO2),包層是用SiO2作成的。但接氟光纖的纖芯,大多使用SiO2,而在包層中卻是摻入氟素的。由于,瑞利散射損耗是因折射率的變動(dòng)而引起的光散射現(xiàn)象。所以,希望形成折射率變動(dòng)因素的摻雜物,以少為佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而,常用于包層的摻雜。
石英光纖與其它原料的光纖相比,還具有從紫外線光到近紅外線光的透光廣譜,除通信用途之外,還可用于導(dǎo)光和圖像傳導(dǎo)等領(lǐng)域。
紅外光纖
作為光通信領(lǐng)域所開(kāi)發(fā)的石英系列光纖的工作波長(zhǎng),盡管用在較短的傳輸距離,也只能用于2μm。為此,能在更長(zhǎng)的紅外波長(zhǎng)領(lǐng)域工作,所開(kāi)發(fā)的光纖稱為紅外光纖。紅外光纖(Infrared Optical Fiber)主要用于光能傳送。例如有:溫度計(jì)量、熱圖像傳輸、激光手術(shù)刀醫(yī)療、熱能加工等等,普及率尚低。
復(fù)合光纖
復(fù)合光纖(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再適當(dāng)混合諸如氧化鈉(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化鉀(K2O)等氧化物制作成多組分玻璃光纖,特點(diǎn)是多組分玻璃比石英玻璃的軟化點(diǎn)低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫(yī)療業(yè)務(wù)的光纖內(nèi)窺鏡。
氟化物光纖
氟化物光纖(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又簡(jiǎn)稱 ZBLAN(即將氟化鋯(ZrF2)、
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氟化鋇(BaF2)、氟化鑭(LaF3)、氟化鋁(AlF3)、氟化鈉(NaF)等氟化物玻璃原料簡(jiǎn)化成的縮語(yǔ)。主要工作在2~10μm波長(zhǎng)的光傳輸業(yè)務(wù)。由于ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性,正在進(jìn)行著用于長(zhǎng)距離通信光纖的可行性開(kāi)發(fā),例如:其理論上的*損耗,在3μm波長(zhǎng)時(shí)可達(dá)10.2~10.3dB/km,而石英光纖在1.55μm時(shí)卻在0.15~0.16dB/Km之間。ZBLAN光纖由于難于降低散射損耗,只能用在2.4~2.7μm的溫敏器和熱圖像傳輸,尚未廣泛實(shí)用。最近,為了利用ZBLAN進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸,正在研制1.3μm的摻鐠光纖放大器(PDFA)。
塑包光纖
塑包光纖(Plastic Clad Fiber)是將高純度的石英玻璃作成纖芯,而將折射率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較,具有纖芯粗、數(shù)值孔徑(NA)高的特點(diǎn)。因此,易與發(fā)光二極管LED光源結(jié)合,損耗也較小。所以,非常適用于局域網(wǎng)(LAN)和近距離通信。
塑料光纖
這是將纖芯和包層都用塑料(聚合物)作成的光纖。早期產(chǎn)品主要用于裝飾和導(dǎo)光照明及近距離光鍵路的光通信中。原料主要是有機(jī)玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和聚碳酸酯(PC)。損耗受到塑料固有的C-H結(jié)合結(jié)構(gòu)制約,一般每km可達(dá)幾十dB。為了降低損耗正在開(kāi)發(fā)應(yīng)用氟索系列塑料。由于塑料光纖(Plastic Optical fiber)的纖芯直徑為1000μm,比單模石英光纖大100倍,接續(xù)簡(jiǎn)單,而且易于彎曲施工容易。近年來(lái),加上寬帶化的進(jìn)度,作為漸變型(GI)折射率的多模塑料光纖的發(fā)展受到了社會(huì)的重視。最近,在汽車內(nèi)部LAN中應(yīng)用較快,未來(lái)在家庭LAN中也可能得到應(yīng)用。
單模光纖
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單模光纖這是指在工作波長(zhǎng)中,只能傳輸一個(gè)傳播模式的光纖,通常簡(jiǎn)稱為單模光纖(SMF:Single ModeFiber)。在有線電視和光通信中,是應(yīng)用廣泛的光纖。由于,光纖的纖芯很細(xì)(約10μm)而且折射率呈階躍狀分布,當(dāng)歸一化頻率V參數(shù)<2.4時(shí),理論上,只能形成單模傳輸。另外,SMF沒(méi)有多模色散,不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬,再加上SMF的材料色散和結(jié)構(gòu)色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中,因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖(DePr-essed Clad Fiber),其包層形成兩重結(jié)構(gòu),鄰近纖芯的包層,較外倒包層的折射率還低。
多模光纖
多模光纖將光纖按工作波長(zhǎng)以其傳播可能的模式為多個(gè)模式的光纖稱作多模光纖(MMF:MUlti ModeFiber)。纖芯直徑為50μm,由于傳輸模式可達(dá)幾百個(gè),與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷*曾用于有線電視和通信系統(tǒng)的短距離傳輸。自從出現(xiàn)SMF光纖后,似乎形成歷史產(chǎn)品。但實(shí)際上,由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光源結(jié)合容易,在眾多LAN中更有優(yōu)勢(shì)。所以,在短距離通信領(lǐng)域中MMF仍在重新受到重視。MMF按折射率分布進(jìn)行分類時(shí),有:漸變(GI)型和階躍(SI)型兩種。GI型的折射率以纖芯中心為最
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高,沿向包層徐徐降低。由于SI型光波在光纖中的反射前進(jìn)過(guò)程中,產(chǎn)生各個(gè)光路徑的時(shí)差,致使射出光波失真,色激較大。其結(jié)果是傳輸帶寬變窄,SI型MMF應(yīng)用較少。
色散位移光纖
單模光纖的工作波長(zhǎng)在1.3Pm時(shí),模場(chǎng)直徑約9Pm,其傳輸損耗約0.3dB/km。此時(shí),零色散波長(zhǎng)恰好在1.3pm處。石英光纖中,從原材料上看1.55pm段的傳輸損耗最小(約0.2dB/km)。由于已經(jīng)實(shí)用的摻鉺光纖放大器(EDFA)是工作在1.55pm波段的,如果在此波段也能實(shí)現(xiàn)零色散,就更有利于應(yīng)用1.55Pm波段的長(zhǎng)距離傳輸。于是,巧妙地利用光纖材料中的石英材料色散與纖芯結(jié)構(gòu)色散的合成抵消特性,就可使原在1.3Pm段的零色散,移位到1.55pm段也構(gòu)成零色散。因此,被命名為色散位移光纖(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大結(jié)構(gòu)色散的方法,主要是在纖芯的折射率分布性能進(jìn)行改善。在光通信的長(zhǎng)距離傳輸中,光纖色散為零是重要的,但不是一的。其它性能還有損耗小、接續(xù)容易、成纜化或工作中的特性變化?。ò◤澢?、拉伸和環(huán)境變化影響)。DSF就是在設(shè)計(jì)中,綜合考慮這些因素。
色散平坦光纖
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3m cable ID:310123-03 |
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310123-03 Adapterkabel |
IFRM 03P1505/CS35L NR10140294 |
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色散移位光纖(DSF)是將單模光纖設(shè)計(jì)零色散位于1.55pm波段的光纖。而色散平坦光纖(DFF:Dispersion Flattened Fiber)卻是將從1.3Pm到1.55pm的較寬波段的色散,都能作到很低,幾乎達(dá)到零色散的光纖稱作DFF。由于DFF要作到1.3pm~1.55pm范圍的色散都減少。就需要對(duì)光纖的折射率分布進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計(jì)。不過(guò)這種光纖對(duì)于波分復(fù)用(WDM)的線路卻是很適宜的。由于DFF光纖的工藝比較復(fù)雜,費(fèi)用較貴。今后隨著產(chǎn)量的增加,價(jià)格也會(huì)降低。
色散補(bǔ)償光纖
對(duì)于采用單模光纖的干線系統(tǒng),由于多數(shù)是利用1.3pm波段色散為零的光纖構(gòu)成的。可是,損耗最小的1.55pm,由于EDFA的實(shí)用化,如果能在1.3pm零色散的光纖上也能令1.55pm波長(zhǎng)工作,將是非常有益的。因?yàn)?,?.3Pm零色散的光纖中,1.55Pm波段的色散約有16ps/km/nm之多。如果在此光纖線路中,插入一段與此色散符號(hào)相反的光纖,就可使整個(gè)光線路的色散為零。為此目的所用的是光纖則稱作色散補(bǔ)償光纖(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF與標(biāo)準(zhǔn)的1.3pm零色散光纖相比,纖芯直徑更細(xì),而且折射率差也較大。DCF也是WDM光線路的重要組成部分。
偏振保持光纖
在光纖中傳播的光波,因?yàn)榫哂须姶挪ǖ男再|(zhì),所以,除了基本的光波單一模式之外,實(shí)質(zhì)上還存在著電磁場(chǎng)(TE、TM)分布的兩個(gè)正交模式。通常,由于光纖截面的結(jié)構(gòu)是圓對(duì)稱的,這兩個(gè)偏振模式的傳播常數(shù)相等,兩束偏振光互不干涉,但實(shí)際上,光纖不是*地圓對(duì)稱,例如有著彎曲部分,就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)
STMU-46 PN1600 1/4" |
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11110 |
偏振模式之間的結(jié)合因素,在光軸上呈不規(guī)則分布。偏振光的這種變化造成的色散,稱之偏振模式色散(PMD)。對(duì)于以分配圖像為主的有線電視,影響尚不太大,但對(duì)于一些未來(lái)超寬帶有特殊要求的業(yè)務(wù),如: