光缆主要是传输通信光信号的,之前都是用电缆来做,材料是铜芯,传输通信电信号,但耗费资源,且带宽有限,而且因为铜比较之前,所以经常有人为己私利,盗挖铜缆,严重影响国家通信。光缆里面是由光纤集合组成,原材料是石英,成本低,且传输速度快,带宽大,因为成分就是玻璃,挖了也没有用,所以用起来也安全。目前国家提出‘光进铜退’政策,光缆将一步步取代电缆。
1光缆最外面是外包层,一般是聚合材料,第二层是铝皮,铝片皮面有钢丝、填充物、和光纤束管,光纤束管里面一般是12根或者6根光纤,这12根光纤颜色分别不相同,代表了光缆的纤芯序号,用专用工具去掉光纤上的有颜色的涂覆层,剩下的就是有效成分了
2价格:和芯数
质量有关,在10元左右
3光缆(optical
fiber
cable)是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的,它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。
4光缆主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成,光缆内没有金、银、铜铝等金属,一般无回收价值。
5光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输的一种通信线路。
即:由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成的线缆。
6光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成,另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。
光纤典型结构
光纤的典型结构是一种细长多层同轴圆柱形实体复合纤维。自内向外为:纤芯(芯层)→包层→涂覆层(被覆层)(如图1)。核心部分为纤芯和包层,二者共同构成介质光波导,形成对光信号的传导和约束,实现光的传输,所以又将二者构成的光纤称为裸光纤。其中涂覆层又称被覆层,是一层高分子涂层,主要对裸光纤提供机械保护,因裸光纤的主要成分为二氧化硅,它是一种脆性易碎材料,抗弯曲性能差,韧性差,为提高光纤的微弯性能,涂覆一层高分子涂层。且如将若干根这样的裸光纤集束成一捆,相互间极易产生磨损,导致光纤表面损伤而影响光纤的传输性能。为防止这种损伤采取的有效措施就是在裸光纤表面涂一层高分子。
美食光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,而光缆则是由光导纤维、塑料保护套管和塑料外皮构成的一种通信电缆。光纤光缆是新一代的传输介质,可以进行长距离的信号传输,和传统网络传输方式比起来,光纤通信具有容量大、距离长、保密性好等优点。在选用光纤光缆时,要注意挑选合适的型号,还要注意鉴别产品的优劣。家用光纤线型号和规格怎么选?光纤光缆如何连接敷设?光纤宽带哪家好用又便宜?和Maigoo小编一起来看看吧。
光纤光缆简介光纤是什么东西1、光纤是什么样子的:光纤的构造包括纤芯和包层,通常呈柱状。目前通信用的光纤基本是石英光纤,这种光导纤维的主要成分是高纯度石英玻璃,即二氧化硅(SiO2)。
2、光纤通信原理:光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。简单来说就是在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。
3、光纤通信的发展历史:1880年亚历山大·贝尔发明了光束通话传输的“光话机”,在七年后,英国科学家CharlesVernonBoys在实验室里拉出了第一条光纤。1966年,英籍华裔学者高锟指出了利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信的基础,因此高锟也被誉为“现代光纤之父”。随着互联网技技术的进一步发展,光纤光缆行业将迎来更广阔的发展机遇。
4、光纤的主要用途是:光纤具有通信容量大、中继距离长、保密性能好、适应能力强、不怕外界电磁场干扰、耐腐蚀等优点。除了被用于通信行业之外,光纤还被广泛用于传感器应用、医学应用、井下探测技术等方面。
光缆是什么东西1、光缆的结构特点:光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成符合化学、机械和环境特性的线缆,一般都是由缆芯、加强元件和护层三部分组成。
2、光缆是干什么用的:光缆的作用主要是进行光信号传输,光缆传输信号具有频带宽、损耗低、抗干扰能力强、保真度高等优点。
光缆和光纤的区别是什么光纤是光缆内的光传导纤维,是光缆的一部分,在工程运用中一般不需要严格区分二者。
进户网线和光纤有什么区别对于普通宽带用户来讲,光纤入户就是将光纤拉进用户家里,光纤连接光猫,通过光猫再连接路由器电脑等设备上网。而网线入户一般是在小区楼道内安装运营商交换机,通过交换机网线接口连接一根网线拉进用户家,用户家通过路由器等上网设备连接这根网线上网。
光纤和宽带有什么区别光纤是以光脉冲的形式来传输信号,速度很快,最快可以达到每秒千兆以上。宽带一般则是用铜质的的电话线制作的,通过adsl上网完成电信号传输,与之光纤上网比起来速度要慢很多。常见网络传输介质及其特点>>
光纤光缆的种类光纤分类和规格
1、多模光纤:多模光纤传输部分直径为50微米,外径为125微米,可传导多种模式的光,适合光波波长为850nm-1300nm短距离传送。
2、单模光纤:单模光纤传输部分直径为80微米,外径为125微米,只能传一种模式的光,适合光波波长为1260nm-1640nm远程通讯。
光缆的种类1、层绞式光缆:层绞式光缆是由多根容纳光纤的套管绕中心的加强构件绞合成圆整的缆芯,适用于长途通信、局间通信。
2、骨架式光缆:骨架型光缆是一种将光纤放入圆柱体的沟槽里的光缆,适用于在接入网、局间中继、有线电视网络中作为传输馈线。
3、中心束管式光缆:束管式光缆将松套管作为缆芯,光缆的加强构件则分布在松套管周围。这种光缆有4芯、6芯、8芯、12芯、24芯等规格,不同规格的光缆适用范围也不同。
4、带状光缆:带状结构光缆是把带状光纤单元放入凹槽或松套管内形成骨架式或层纹式结构的光缆,被广泛地应用于市内城域网的大芯数光纤环、接入网主干光缆等环境中,为实现光纤到小区(或路边、大楼、单位)起到了重要的作用。
光纤光缆选购光纤线一米多少钱不同结构、不同型号的光纤线价格是不同的,普通的室内单模光纤线价格可能只要几块钱一米,而万兆级的室内光缆网线价格则要几十元一米。
Maigoo小编温馨提示:以上价格信息来源于网络,仅供参考。
家用光纤线型号和规格怎么选1、单模还是双模:单模光纤适用于远距离传输,多模光纤适用于中短距离光纤通信,家用光纤一般用双模光纤。
2、长度和线径:家用光纤的长度和线径需要根据实际使用需求去选择,懂视网编辑建议大家尽量买长、买大一点,以免日后使用时出现不够用的情况。
光纤宽带优劣鉴别
1、看外皮:优质的光纤外表应光滑、光亮,具柔韧性,易剥离。
2、看线芯:优质的线芯粗细均匀,柔韧性极佳,而劣质的线芯粗细不均匀,缺乏柔韧性,盘纤的时候一弯就断。
3、看钢铠:正规企业生产的光纤采用双面刷防锈涂料的纵包扎纹钢带,劣质光纤采用的是普通铁皮,通常只有一面作过防锈处理。
4、看松套管:优质的光纤宽带使用的是PBT材料作为套管,这种套管具有强度高、不变形、抗老化的优点。而劣质的光纤则使用PVC做套管,这种套管外径很薄,用手一捏就扁。
光缆选用原则1、看种类:选用光缆时,要根据实际用途去选择种类,比如说要用于长途通信的话,更适合用层绞式光缆。
2、看环境:楼内垂直布缆时,可选用层绞式光缆;水平布线时,可选用可分支光缆;室外光缆直埋时,则宜选用铠装光缆。
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1、永久性连接(热熔接法):热熔接法是国际上主流的光纤施工方法,是用光纤熔接机的高压电弧将两根光纤熔化后连接起来,它适用于长距离通讯施工,也适用于短距离光纤铺设施工。
2、应急连接(冷溶接法):冷接法是用光纤冷接子来将光纤连接起来或将其接入到光通讯设备中的,冷接法便于操作,适合野外作业,但是要准备较多的光纤连接器。光纤冷接与光缆热熔的区别>>
光纤宽带接入设备1、光纤收发器:光纤收发器是用来实现光信号与电信号之间的转换的设备,一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中。
2、光纤配线架:光纤配线架是光缆和光通信设备之间或光通信设备之间的配线连接设备,一般安装在机架上,小型的也可以直接安装在墙壁上。
3、光纤交换机:光纤交换机是一种高速的网络传输中继设备,具有速度快、抗干扰能力强的优点。
4、光纤连接器:光纤连接器又叫做光纤跳线、光纤接头,在光缆两端装上光纤连接器,可以实现光路活动连接。
5、光缆接续盒:光缆接头盒是将两根或多根光缆连接在一起,并具有保护部件作用的接续部分。光缆接头盒的质量直接影响光缆线路的质量和光缆线路的使用寿命。
6、光纤光栅:光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅,是一种无源滤波器件。
光纤宽带安装方法1、光纤怎么接路由器:光纤线是不能直接连接到路由器上面的,光纤入户的时候需要用到光猫,光纤猫最主要的作用是进行信号的转换。将光纤连到光猫上,然后把路由器也连接到光猫上面,设置路由器上网即可。
2、光纤怎么接交换机:光纤首先要进入光端机(PDH)进行信号转换,从尾纤出来后可以接同轴电缆,再通过RJ45或者是BNC的接口接到交换机上。
3、光纤怎么接电脑:光纤一般不直接连在电脑上,因为家用电脑很少会配备专用的光纤网卡,可以先将光纤连接到光猫上,然后再将光猫和电脑连接。
4、光纤线断了怎么接:光纤线断了可以用熔接的方法将其重新接起来,MAIGoo小编建议大家找专业的技术人员来熔接,因为光纤熔接机和光纤切割机的价格比较贵,而且对操作技术的要求也比较高。
光纤布线时要注意哪些事情光纤布线前,要准备完备的设计和施工图纸,并选择受过严格培训的技术人员去进行光纤的端接和维护。
布线过程中注意不要让光缆受到重压,小心放置光缆,避免其受到坚硬物体的磨损和扎伤。
光纤布线一次布放长度不宜过长,布线时应从中间开始向两边牵引。
如果光纤布线需要穿越墙壁和楼层,要给光纤加上带护口的保护用塑料管,并且要用阻燃的填充物将管子填满。详细>>
光缆敷设方式1、架空光缆:架空光缆是架挂在电杆上使用的光缆。这种敷设方式可以利用原有的架空明线杆路,节省建设费用、缩短建设周期。
2、直埋光缆:直埋的光缆外部必需带有钢带或钢丝的铠装,否则不能抵抗外界机械损伤,也不能防止土壤腐蚀。这种敷设方法不仅适用于陆地光缆的敷设,也可以用于海底/水底光缆的敷设。
3、管道光缆:管道敷设一般是在城市地区,管道敷设的环境比较好,因此对光缆护层没有特殊要求,无需铠装。制作管道的材料可根据地理选用混凝土、石棉水泥、钢管、塑料管等。
光纤宽带哪家好用又便宜移动宽带移动宽带适合只看**、电视剧的用户,它的网速相对来说要慢一点,但是价格比较实惠,而且也有很多不同档次的套餐可供选择。详细>>
联通宽带联通宽带适合一般需求用户选择,它的收费相对来说要比较贵,但是上网速度很快。详细>>
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光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,高锟因此获得2009年诺贝尔物理学奖。
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。
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。光纤外层的保护层和绝缘层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50μm和625μm两种, 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
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625μm),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。
光纤2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(085μm、13μm、155μm)。
(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
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10~17μm(约14μm附近),损耗只有1dB/km,在155μm处最低,只有02dB/km。
掺氟光纤
掺氟光纤(Fluorine Doped Fiber)为石英光纤的典型产品之一。通常,作为13μm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。
石英光纤与其它原料的光纤相比,还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱,除通信用途之外,还可用于导光和图像传导等领域。
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2μm。为此,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。红外光纤(Infrared Optical Fiber)主要用于光能传送。例如有:温度计量、热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等,普及率尚低。
复合光纤
复合光纤(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再适当混合诸如氧化钠(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化钾(K2O)等氧化物制作成多组分玻璃光纤,特点是多组分玻璃比石英玻璃的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。
氟氯化物光纤
氟化物光纤氯化物光纤(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又简称 ZBLAN(即将氟化诰(ZrF2)、氟化钡(BaF2)、氟化镧(LaF3)、氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)等氯化物玻璃原料简化成的缩语。主要工作在2~10μm波长的光传输业务。由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性,正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发,例如:其理论上的最低损耗,在3μm波长时可达10-2~10-3dB/km,而石英光纤在155μm时却在015-016dB/Km之间。目前,ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗,只能用在24~27μm的温敏器和热图像传输,尚未广泛实用。最近,为了利用ZBLAN进行长距离传输,正在研制13μm的掺镨光纤放大器(PDFA)。
塑包光纤
塑包光纤(Plastic Clad Fiber)是将高纯度的石英玻璃作成纤芯,而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较,具有纤芯租、数值孔径(NA)高的特点。因此,易与发光二极管LED光源结合,损耗也较小。所以,非常适用于局域网(LAN)和近距离通信。
塑料光纤
这是将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键路的光通信中。原料主要是有机玻璃(PMMA)、聚苯乙稀(PS)和聚碳酸酯(PC)。损耗受到塑料固有的C-H结合结构制约,一般每km可达几十dB。为了降低损耗正在开发应用氟索系列塑料。由于塑料光纤(Plastic Optical fiber)的纤芯直径为1000μm,比单模石英光纤大100倍,接续简单,而且易于弯曲施工容易。近年来,加上宽带化的进度,作为渐变型(GI)折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。最近,在汽车内部LAN中应用较快,未来在家庭LAN中也可能得到应用。
单模光纤
单模光纤这是指在工作波长中,只能传输一个传播模式的光纤,通常简称为单模光纤(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有线电视和光通信中,是应用最广泛的光纤。由于,光纤的纤芯很细(约10μm)而且折射率呈阶跃状分布,当归一化频率V参数<24时,理论上,只能形成单模传输。另外,SMF没有多模色散,不仅传输频带较多模光纤更宽,再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使传输频带更加拓宽。SMF中,因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤(DePr-essed Clad Fiber),其包层形成两重结构,邻近纤芯的包层,较外倒包层的折射率还低。
多模光纤
多模光纤将光纤按工作波长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤(MMF:MUlti ModeFiber)。纤芯直径为50μm,由于传输模式可达几百个,与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自从出现SMF光纤后,似乎形成历史产品。但实际上,由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易,在众多LAN中更有优势。所以,在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。MMF按折射率分布进行分类时,有:渐变(GI)型和阶跃(SI)型两种。GI型的折射率以纤芯中心为最高,沿向包层徐徐降低。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中,产生各个光路径的时差,致使射出光波失真,色激较大。其结果是传输带宽变窄,目前SI型MMF应用较少。
色散位移光纤
单模光纤的工作波长在13Pm时,模场直径约9Pm,其传输损耗约03dB/km。此时,零色散波长恰好在13pm处。石英光纤中,从原材料上看155pm段的传输损耗最小(约02dB/km)。由于现在已经实用的掺铒光纤放大器(EDFA)是工作在155pm波段的,如果在此波段也能实现零色散,就更有利于应用155Pm波段的长距离传输。于是,巧妙地利用光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性,就可使原在13Pm段的零色散,移位到155pm段也构成零色散。因此,被命名为色散位移光纤(DSF:DispersionShifted Fiber)。加大结构色散的方法,主要是在纤芯的折射率分布性能进行改善。在光通信的长距离传输中,光纤色散为零是重要的,但不是唯一的。其它性能还有损耗小、接续容易、成缆化或工作中的特性变化小(包括弯曲、拉伸和环境变化影响)。DSF就是在设计中,综合考虑这些因素。
十一 色散平坦光纤
色散移位光纤(DSF)是将单模光纤设计零色散位于155pm波段的光纤。而色散平坦光纤(DFF:Dispersion Flattened Fiber)却是将从13Pm到155pm的较宽波段的色散,都能作到很低,几乎达到零色散的光纤称作DFF。由于DFF要作到13pm~155pm范围的色散都减少。就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计。不过这种光纤对于波分复用(WDM)的线路却是很适宜的。由于DFF光纤的工艺比较复杂,费用较贵。今后随着产量的增加,价格也会降低。
十二 色散补偿光纤
对于采用单模光纤的干线系统,由于多数是利用13pm波段色散为零的光纤构成的。可是,现在损耗最小的155pm,由于EDFA的实用化,如果能在13pm零色散的光纤上也能令155pm波长工作,将是非常有益的。因为,在13Pm零色散的光纤中,155Pm波段的色散约有16ps/km/nm之多。如果在此光纤线路中,插入一段与此色散符号相反的光纤,就可使整个光线路的色散为零。为此目的所用的是光纤则称作色散补偿光纤(DCF:DisPersion Compe-nsation Fiber)。DCF与标准的13pm零色散光纤相比,纤芯直径更细,而且折射率差也较大。DCF也是WDM光线路的重要组成部分。
十三 偏振保持光纤
在光纤中传播的光波,因为具有电磁波的性质,所以,除了基本的光波单一模式之外,实质上还存在着电磁场(TE、TM)分布的两个正交模式。通常,由于光纤截面的结构是圆对称的,这两个偏振模式的传播常数相等,两束偏振光互不干涉,但实际上,光纤不是完全地圆对称,例如有着弯曲部分,就会出现两个偏振模式之间的结合因素,在光轴上呈不规则分布。偏振光的这种变化造成的色散,称之偏振模式色散(PMD)。对于现在以分配图像为主的有线电视,影响尚不太大,但对于一些未来超宽带有特殊要求的业务,如:
①相干通信中采用外差检波,要求光波偏振更稳定时;
②光机器等对输入输出特性要求与偏振相关时;
③在制作偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等时;
④制作利用光干涉的光纤敏感器等,
凡要求偏振波保持恒定的情况下,对光纤经过改进使偏振状态不变的光纤称作偏振保持光纤(PMF:Polarization Maintaining fiber),或称其为固定偏振光纤。
十四 双折射光纤
双折射光纤是指在单模光纤中,可以传输相互正交的两个固有偏振模式的光纤。折射率随偏报方向变异的现象称为双折射。它又称作PANDA光纤,即偏振保持与吸收减少光纤(Polarization-maintai-ning AND Absorption- reducing fiber)。它是在纤芯的横向两则,设置热膨胀系数大、截面是圆形的玻璃部分。在高温的光纤拉丝过程中,这些部分收缩,其结果在纤芯y方向产生拉伸,同时又在x方向呈现压缩应力。致使纤材出现光弹性效应,使折射率在X方向和y方向出现差异。依此原理达到偏振保持恒定的效果。
十五 抗恶环境光纤
通信用光纤通常的工作环境温度可在-40~+60℃之间,设计时也是以不受大量辐射线照射为前提的。相比之下,对于更低温或更高温以及能在遭受高压或外力影响、曝晒辐射线的恶劣环境下,也能工作的光纤则称作抗恶环境光纤(Hard Condition Resistant Fiber)。一般为了对光纤表面进行机械保护,多涂覆一层塑料。可是随着温度升高,塑料保护功能有所下降,致使使用温度也有所限制。如果改用抗热性塑料,如聚四氟乙稀(Teflon)等树脂,即可工作在300℃环境。也有在石英玻璃表面涂覆镍(Ni)和铝(Al)等金属的。这种光纤则称为耐热光纤(Heat Resistant Fiber)。另外,当光纤受到辐射线的照射时,光损耗会增加。这是因为石英玻璃遇到辐射线照射时,玻璃中会出现结构缺陷(也称作色心:Colour Center),尤在04~07pm波长时损耗增大。防止办法是改用掺杂OH或F素的石英玻璃,就能抑制因辐射线造成的损耗缺陷。这种光纤则称作抗辐射光纤(Radiation Resistant Fiber),多用于核发电站的监测用光纤维镜等。
十六 密封涂层光纤
为了保持光纤的机械强度和损耗的长时间稳定,而在玻璃表面涂装碳化硅(SiC)、碳化钛(TiC)、碳(C)等无机材料,用来防止从外部来的水和氢的扩散所制造的光纤(HCFHermeticallyCoated Fiber)。目前,通用的是在化学气相沉积(CVD)法生产过程中,用碳层高速堆积来实现充分密封效应。这种 碳涂覆光纤(CCF)能有效地截断光纤与外界氢分子的侵入。据报道它在室温的氢气环境中可维持20年不增加损耗。当然,它在防止水分侵入,延缓机械强度的疲劳进程中,其疲劳系数(Fatigue Parameter)可达200以上。所以,HCF被应用于严酷环境中要求可靠性高的系统,例如海底光缆就是一例。
十七 碳涂层光纤
在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤,称之碳涂层光纤(CCF:Carbon CoatedFiber)。其机理是利用碳素的致密膜层,使光纤表面与外界隔离,以改善光纤的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤(HCF)的一种。
十八 金属涂层光纤
金属涂层光纤(Metal Coated Fiber)是在光纤的表面涂布Ni、Cu、Al等金属层的光纤。也有再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。 早期产品是在拉丝过程中,涂布熔解的金属作成的。由于此法因被玻璃与金属的膨胀系数差异太大,会增微小弯曲损耗,实用化率不高。近期,由于在玻璃光纤的表面采用低损耗的非电解镀膜法的成功,使性能大有改善。
十九 掺稀土光纤
在光纤的纤芯中,掺杂如何(Er)、钦(Nd)、谱(Pr)等稀土族元素的光纤。1985年英国的索斯安普顿(Sourthampton)大学的佩思(Payne)等首先发现掺杂稀土元素的光纤(Rare Earth DoPed Fiber)有激光振荡和光放大的现象。于是,从此揭开了惨饵等光放大的面纱,现在已经实用的155pmEDFA就是利用掺饵的单模光纤,利用147pm的激光进行激励,得到155pm光信号放大的。另外,掺错的氟化物光纤放大器(PDFA)正在开发中。
二十 喇曼光纤
喇曼效应是指往某物质中射人频率f的单色光时,在散射光中会出现频率f之外的f±fR, f±2fR等频率的散射光,对此现象称喇曼效应。由于它是物质的分子运动与格子运动之间的能量交换所产生的。当物质吸收能量时,光的振动数变小,对此散射光称斯托克斯(stokes)线。反之,从物质得到能量,而振动数变大的散射光,则称反斯托克斯线。于是振动数的偏差FR,反映了能级,可显示物质中固有的数值。 利用这种非线性媒体做成的光纤,称作喇曼光纤(RF:Raman Fiber)。为了将光封闭在细小的纤芯中,进行长距离传播,就会出现光与物质的相互作用效应,能使信号波形不畸变,实现长距离传输。 当输入光增强时,就会获得相干的感应散射光。应用感应喇曼散射光的设备有喇曼光纤激光器,可供作分光测量电源和光纤色散测试用电源。另外,感应喇曼散射,在光纤的长距离通信中,正在研讨作为光放大器的应用。
二十一 偏心光纤
标准光纤的纤芯是设置在包层中心的,纤芯与包层的截面形状为同心圆型。但因用途不同,也有将纤芯位置和纤芯形状、包层形状,作成不同状态或将包层穿孔形成异型结构的。相对于标准光纤,称这些光纤叫异型光纤。 偏心光纤(Excentric Core Fiber),它是异型光纤的一种。其纤芯设置在偏离中心且接近包层外线的偏心位置。由于纤芯靠近外表,部分光场会溢出包层传播(称此为渐消彼,Evanescent Wave)。利用这一现象,就可检测有无附着物质以及折射率的变化。 偏心光纤(ECF)主要用作检测物质的光纤敏感器。与光时域反射计(OTDR)的测试法组合一起,还可作分布敏感器用。
二十二 发光光纤
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,产生的荧光一部分,可经光纤闭合进行传输的光纤。 发光光纤(Luminescent Fiber)可以用于检测辐射线和紫外线,以及进行波长变换,或用作温度敏感器、化学敏感器。在辐射线的检测中也称作闪光光纤(Scintillation Fiber)。 发光光纤从荧光材料和掺杂的角度上,正在开发着塑料光纤。
二十三 多芯光纤
通常的光纤是由一个纤芯区和围绕它的包层区构成的。但多芯光纤(Multi Core Fiber)却是一个共同的包层区中存在多个纤芯的。由于纤芯的相互接近程度,可有两种功能。 其一是纤芯间隔大,即不产生光耦会的结构。这种光纤,由于能提高传输线路的单位面积的集成密度。在光通信中,可以作成具有多个纤芯的带状光缆,而在非通信领域,作为光纤传像束,有将纤芯作成成千上万个的。 其二是使纤芯之间的距离靠近,能产生光波耦合作用。利用此原理正在开发双纤芯的敏感器或光回路器件。
二十四 空心光纤
将光纤作成空心,形成圆筒状空间,用于光传输的光纤,称作空心光纤(Hollow Fiber)。 空心光纤主要用于能量传送,可供X射线、紫外线和远红外线光能传输。空心光纤结构有两种:一是将玻璃作成圆筒状,其纤芯与包层原理与阶跃型相同。利用光在空气与玻璃之间的全反射传播。由于,光的大部分可在无损耗的空气中传播,具有一定距离的传播功能。二是使圆筒内面的反射率接近1,以减少反射损耗。为了提高反射率,有在简内设置电介质,使工作波长段损耗减少的。例如可以作到波长106pm损耗达几dB/m的。
二十五 高分子光导纤维
按材质分,有无机光导纤维和高分子光导纤维,目前在工业上大量应用的是前者。无机光导纤维材料又分为单组分和多组分两类。单组分即石英,主要原料为四氯化硅、三氯氧磷和三溴化硼等。其纯度要求铜、铁、钴、镍、锰、铬、钒等过渡金属离子杂质含量低于10ppb。除此之外,OH-离子要求低于10ppb。石英纤维已被广泛使用。多组分的原料较多,主要有二氧化硅、三氧化二硼、硝酸钠、氧化铊等。这种材料尚未普及。高分子光导纤维是以透明聚合物制得的光导纤维,由纤维芯材和包皮鞘材组成。芯材为高纯度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽丝制得的纤维,外层为含氟聚合物或有机硅聚合物等。
高分子光导纤维的光损耗较高,1982年,日本电信电报公司利用氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽丝作芯材,光损耗率降低到20dB/km。但高分子光导纤维的特点是能制大尺寸,大数值孔径的光导纤维,光源耦合效率高,挠曲性好,微弯曲不影响导光能力,配列、粘接容易,便于使用,成本低廉。但光损耗大,只能短距离应用。光损耗在10~100dB/km的光导纤维,可传输几百米。
二十六 保偏光纤
保偏光纤:保偏光纤传输线偏振光,广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中,使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变,提高相干信躁比,以实现对物理量的高精度测量。保偏光纤作为一种特种光纤,主要应用于光纤陀螺,光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统。由于光纤陀螺及光纤水听器等可用于军用惯导和声呐,属于高新科技产品,而保偏光纤又是其核心部件,因而保偏光纤一直被西方发达国家列入对我禁运的清单。 保偏光纤在拉制过程中,由于光纤内部产生的结构缺陷会造成保偏性能的下降,即当线偏振光沿光纤的一个特征轴传输时,部分光信号会耦合进入另一个与之垂直的特征轴,最终造成出射偏振光信号偏振消光比的下降 这种缺陷就是影响光纤内的双折射效应 保偏光纤中,双折射效应越强,波长越短,保持传输光偏振态越好。
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