以是光从一种物质射向另一种物质时

  的纤芯重要采用高纯度的二氧化硅(SiO2),并掺有少量的掺杂剂,抬高纤芯的光折射率n1;包层也是高纯度的二氧化(SiO2),也掺有极少的掺杂剂,以消浸包层的光折射率n2,n1n2,爆发全反射;涂覆层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙,增添机器强度和可弯曲性。

  全反射道理:因光正在差别物质中的撒布速率是差其余,因此光从一种物质射向另一种物质时,正在两种物质的接壤面处会形成折射和反射。况且,折射光的角度会随入射光的角度变革而变革。

  差其余物质对肖似波长光的折射角度是差其余(即差其余物质有差其余光折射率),肖似的物质对差别波长光的折射角度也是差别。光纤通信即是基于以上道理而变成的。

  遵守几何光学全反射道理,射线正在纤芯和包层的接壤面形玉成反射,并变成把光闭锁正在光纤芯内部向前撒布的须要前提,纵使经由弯曲的道由光后也不射出光纤除表。

  1966年,美籍华人高锟和霍克哈姆揭晓论文,光纤的观念由此形成。1970年,美国康宁公司初次研造凯旋损耗为20dB/km的光纤,光纤通讯时期由此入手。

  1977年美国正在芝加哥初次用多模光纤凯旋地实行了光纤通讯试验。当时8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通讯体例。随即正在1981年、1984年以及19世纪80年代中后期,光纤通讯体例急迅成长到第四代。第五代光纤通讯体例抵达了运用的规范,完毕了光波的长间隔传输。

  第一阶段:1966-1976年,是从本原探究到贸易运用的开荒工夫。正在这一阶段,完毕了短波长0.85μm低速度45或34Mb/s多模光纤通讯体例,无中继传输间隔约10km。

  第二阶段:1976-1986年,这是以抬高传输速度和增添传输间隔为探究方向和肆意扩张运用的大成长工夫。正在这个工夫,光纤从多模成长到单模,事情波长从短波长0.85μm成长到长波长1.31μm和1.55μm,完毕了事情波长为1.31μm、传输速度为140565Mb/s的单模光纤通讯体例,无中继传输间隔为10050km。

  第三阶段:1986-1996年,这是以超大容量超长间隔为方向、周详深远展开新本事探究的工夫。正在这个工夫,完毕了1.55μm色散移位单模光纤通讯体例。采用表调造本事,传输速度可达2.510Gb/s,无中继传输间隔可达150100km。尝试室可能抵达更高程度。

  遵守创设光纤所用的资料分: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后的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)造成的。它的特性是创设本钱低廉,相对来说芯径较大,与光源的耦合功用高,耦合进光纤的光功率大,操纵简单。但因为损耗较大,带宽较幼,这种光纤只合用于短间隔低速度通讯,如短间隔策画机网链道、船舶内通讯等。目前通讯中普通操纵的是石英系光纤。

  单模光纤:中央玻璃芯很细(芯径大凡为9或10μm),只可传一种形式的光。是以,其模间色散很幼,合用于长途通信,但还存正在着资料色散和波导色散,云云单模光纤对光源的谱宽安宁稳性有较高的央求,即谱宽要窄,平稳性要好。其后又挖掘正在1.31μm波利益,单模光纤的资料色散和波导色散一为正、一为负,巨细也正好相称。

  这即是说正在1.31μm波利益,单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特点来看,1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。云云,1.31μm波长区就成了光纤通讯的一个很理思的事情窗口,也是现正在适用光纤通讯体例的重要事情波段。1.31μm通例单模光纤的重要参数是由国际电信定约ITU-T正在G652提倡中确定的,是以这种光纤又称G652光纤。

  多模光纤:中央玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种形式的光。但其模间色散较大,这就范围了传输数字信号的频率,况且随间隔的增添会越发紧要。比方:600MB/KM的光纤正在2KM时则只要300MB的带宽了。是以,多模光纤传输的间隔就对比近,大凡只要几公里。

  阶跃型:光纤的纤芯折射率高于包层折射率,使得输入的光能正在纤芯一包层接壤面上持续形玉成反射而挺进。这种光纤纤芯的折射率是平均的,包层的折射率稍低极少。光纤中央芯到玻璃包层的折射率是突变的,只要一个台阶,因此称为阶跃型折射率多模光纤,简称阶跃光纤,也称突变光纤。

  这种光纤的传输形式良多,各类形式的传输途径纷歧律,经传输后来到尽头的工夫也不肖似,于是形成时延差,使光脉冲受到展宽。因此这种光纤的模间色散高,传输频带不宽,传输速度不行太高,用于通讯不敷理思,只合用于短途低速通信,譬喻:工控。但单模光纤因为模间色散很幼,因此单模光纤都采用突变型。这是探究开荒较早的一种光纤,现正在已渐渐被舍弃了。

  渐变型光纤:为理会决阶跃光纤存正在的毛病,人们又研造、开荒了渐变折射率多模光纤,简称渐变光纤。光纤中央芯到玻璃包层的折射率是渐渐变幼,可使高次模的光按正弦情势撒布,这能节减模间色散,抬高光纤带宽,增添传输间隔,但本钱较高,现正在的多模光纤多为渐变型光纤。

  渐变光纤的包层折射率漫衍与阶跃光纤一律,为平均的。渐变光纤的纤芯折射率中央最大,沿纤芯半径目标渐渐减幼。因为高次模和低次模的光后诀别正在差其余折射率层界面上按折射定律形成折射,进入低折射率层中去,是以,光的行进目标与光纤轴目标所变成的角度将渐渐变幼。

  同样的历程持续爆发,直至光正在某一折射率层形玉成反射,使光改良目标,朝中央较高的折射率层行进。这时,光的行进目标与光纤轴目标所组成的角度,正在各折射率层中每折射一次,其值就增大一次,结果抵达中央折射率最大的地方。

  正在这今后、和上述全体肖似的历程持续反复实行,由此完毕了光波的传输。可能看出,光正在渐变光纤中会自愿地实行调度,从而最终来到主意地,这叫做自聚焦。

  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。

  目前,国际上单模光纤的规范重假如ITU-T的系列:G.650“单模光纤联系参数的界说和试验措施”、G.652“单模光纤和光缆特点”、G.653“色散位移单模光纤和光缆特点”、G.654“截止波长位移型单模光纤和光缆特点”、G.655“非零色散位移单模光纤和光缆特点”及G.656“用于宽带传输的非零色散位移光纤和光缆特点”。ITU-T对多模光纤的规范是G.651“50/125μm多模渐变折射率光纤和光缆特点”。

  普及单模光纤是指零色散波长正在1310nm窗口的单模光纤,又称色散未移位光纤或普及光纤,国际电信定约(ITU-T)把这种光纤楷模为G.652光纤。

  G.652属于第一代单模光纤,是1310nm波长机能最佳的单模光纤。当事情波长正在1310nm时,光纤色散很幼,色散系数D正在0~3.5ps/nm·km,但损耗较大,约为0.3~0.4dB/km。此时,体例的传输间隔重要受光纤衰减范围。

  正在1550nm波段的损耗较幼,约为0.19~0.25dB/km,但色散较大,约为20ps/nm·km。古代上正在G.652上开明的PDH体例多是采用1310nm零色散窗口。但近几年开明的SDH体例则采用1550nm的最幼衰减窗口。