基本简介

通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护结构可防止周围环境对光纤的伤害,如水,火,电击等。光缆分为:光纤,缓冲层及披覆。光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。

在多模光纤中,芯的直径是15μm~50μm,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套,以使光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。

光纤的种类

光纤有许多种类,适用于不同领域。如:石英光纤、掺氟光纤、红外光纤、复合光纤、氟化物光纤、氯化物光纤、塑包光纤、塑料光纤、单模光纤、多模光纤、色散位移光纤、色散平坦光纤、色散补偿光纤、偏振保持光纤、双折射光纤、抗恶环境光纤、密封涂层光纤、碳涂层光纤、金属涂层光纤、掺稀土光纤、喇曼光纤、偏心光纤、发光光纤、多芯光纤、空心光纤、高分子光导纤维、保偏光纤等等。

光纤的衰减

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。

光纤传输优点

1、频带宽

2.损耗低

3.重量轻

4.抗干扰能力强

5.保真度高

6.工作性能可靠

7.成本不断下降

生产方法

管棒法

双坩埚法

分子填充法

太空融拉法

光纤系统的运用

高分子光导纤维开发之初,仅用于汽车照明灯的控制和装饰。现在主要用于医学、装饰、汽车、船舶等方面,以显示元件为主。在通信和图像传输方面,高分子光导纤维的应用日益增多,工业上用于光导向器、显示盘、标识、开关类照明调节、光学传感器等。

通信应用

光导纤维可以用在通信技术里。1979年9月,一条3.3公里的120路光缆通信系统在北京建成,几年后上海、天津、武汉等地也相继铺设了光缆线路,利用光导纤维进行通信。多模光导纤维做成的光缆可用于通信,它的传导性能良好,传输信息容量大,一条通路可同时容纳数十人通话。可以同时传送数十套电视节目,供自由选看。

医学应用

光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室,测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光导纤维连接的激光手术刀已在临床应用,并可用作光敏法治癌。另外,利用光导纤维制成的内窥镜,可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管,它有输送光线、传导图像的本领,又有柔软、灵活,可以任意弯曲等优点,可以通过食道插入胃里。光导纤维把胃里的图像传出来,医生就可以窥见胃里的情形,然后根据情况进行诊断和治疗。

传感器应用

光导纤维可以把阳光送到各个角落,还可以进行机械加工。计算机、机器人、汽车配电盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图像。如与敏感元件组合或利用本身的特性,则可以做成各种传感器,测量压力、流量、温度、位移、光泽和颜色等。在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。