什么是光纤( 五 )


1999-中国生产的8×2.5Gb/sWDM系统首次在青岛至大连开通,沈阳至大连的32×2.5Gb/sWDM光纤通信系统开通
2000-到屋边光纤=>到桌边光纤
2005-3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纤直接到家庭
2012年,中国的光纤产能已达到1亿2千万芯公里,预计到2013年将达到1亿8千万芯公里 。[1]
光纤1.光是一种电磁波
可见光部分波长范围是:390~760nm(纳米) 。大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光 。光纤中应用的是:850nm,1310nm,1550nm三种 。
2.光的折射,反射和全反射 。
因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射 。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化 。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射 。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同 。光纤通讯就是基于以上原理而形成的 。
1.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 。
2.光纤数值孔径:
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以 。这个角度就称为光纤的数值孔径 。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的 。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&T CORNING) 。
3.光纤的种类:
光纤的种类很多,根据用途不同,所需要的功能和性能也有所差异 。但对于有线电视和通信用的光纤,其设计和制造的原则基本相同,诸如:①损耗小;②有一定带宽且色散小;③接线容易;④易于成统;⑤可靠性高;⑥制造比较简单;⑦价廉等 。光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的,兹将各种分类举例如下 。
(1)工作波长:紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤(0.85μm、1.3μm、1.55μm) 。
(2)折射率分布:阶跃(SI)型光纤、近阶跃型光纤、渐变(GI)型光纤、其它(如三角型、W型、凹陷型等) 。
(3)传输模式:单模光纤(含偏振保持光纤、非偏振保持光纤)、多模光纤 。
(4)原材料:石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤(如塑料包层、液体纤芯等)、红外材料等 。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑料等 。
(5)制造方法:预塑有汽相轴向沉积(VAD)、化学汽相沉积(CVD)等,拉丝法有管律法(Rod intube)和双坩锅法等 。
石英光纤(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)为主要原料,并按不同的掺杂量,来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤 。石英(玻璃)系列光纤,具有低耗、宽带的特点,现在已广泛应用于有线电视和通信系统 。
石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波长为1.0~1.7μm(约1.4μm附近),损耗只有1dB/km,在1.55μm处最低,只有0.2dB/km 。
掺氟光纤(Fluorine Doped Fiber)为石英光纤的典型产品之一 。通常,作为1.3μm波域的通信用光纤中,控制纤芯的掺杂物为二氧化锗(GeO2),包层是用SiO2作成的 。但接氟光纤的纤芯,大多使用SiO2,而在包层中却是掺入氟素的 。由于,瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象 。所以,希望形成折射率变动因素的掺杂物,以少为佳 。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率 。因而,常用于包层的掺杂 。