微細的光纖封裝在塑料護套中,使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常,光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖,光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。
在日常生活中,由于光在光導纖維的傳導損耗比電在電線傳導的損耗低得多,光纖被用作長距離的信息傳遞。
通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護結(jié)構(gòu)包覆,包覆后的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護層和絕緣層可防止周圍環(huán)境對光纖的傷害,如水、火、等。光纜分為:光纖,緩沖層及披覆。光纖和同軸電纜相似,只是沒有網(wǎng)狀層。中心是光傳播的玻璃芯。
在多模光纖中,芯的直徑是50μm和62.5μm兩種, 大致與人的頭發(fā)的粗細相當。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm,常用的是9/125μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套, 以使光線保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套,用來保護封套。光纖通常被扎成束,外面有外殼保護。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體,它質(zhì)地脆,易斷裂,因此需要外加一保護層。
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而引起的光散射現(xiàn)象。所以,希望形成折射率變動因素的摻雜物,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,還可用于導光和圖像傳導等領(lǐng)域。
三 紅外光纖
作為光通信領(lǐng)域所開發(fā)的石英系列光纖的工作波長,盡管用在較短的傳輸距離,也只能用于2μm。為此,能在更長的紅外波長領(lǐng)域工作,所開發(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。
四 復合光纖
復合光纖(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再適當混合諸如(Na2O)、氧化硼(B2O3)、(K2O)等氧化物制作成多組分玻璃光纖,特點是多組分玻璃比石英玻璃的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫(yī)療業(yè)務的光纖內(nèi)窺鏡。
五 氟物光纖
氟化物光纖物光纖(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又簡稱 ZBLAN(即將(ZrF2)、(BaF2)、(LaF3)、氟化鋁(AlF3)、(NaF)等物玻璃原料簡化成的縮語。主要工作在2~10μm波長的光傳輸業(yè)務。由于ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性,正在進行著用于長距離通信光纖的可行性開發(fā),例如:其理論上的損耗,在3μm波長時可達10-2~10-3dB/km,而石英光纖在1.55μm時卻在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,尚未廣泛實用。最近,為了利用ZBLAN進行長距離傳輸,正在研制1.3μm的摻鐠光纖放大器(PDFA)。
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