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左永宁:光纤是什么材料做的?有什么作用?

左永宁:光纤是什么材料做的?有什么作用?

  原标题:光纤是什么材料做的?有什么作用?

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  光纤是高通明电介质资料制成非常细的低消耗导光纤维,由纤芯和包层组成。

  光纤资料

  石英玻璃光纤,紧张以二氧化硅为原资料,并且以分歧的搀杂量来控制纤芯与多组分玻璃光纤的折射率。包层要低落折射率,搀杂氟素,纤芯进步折射率,掺二氧化锗。

  多组分玻璃光纤,除石英外还有氧化钠、氧化钾、氧化钙、氧化硼等其它氧化物。塑料光纤,其包层和纤芯是塑料制成的光纤。金属涂层光纤,在其表面涂布Ni,Cu,Al等金属涂层光纤。掺稀土光纤,掺饵、铷、镨等稀土元素的光纤。发光光纤,用含有荧光物质制成的光纤。

  光纤道理

  光在光纤中传输,利用光的全反射道理。入射光的入射角和反射光的反射角遵循折射定律,当入射角增加时,反射角也增大,当入射角增加到90°时,入射光芒全部返回到原来介质中,此现象为光的全反射。因此,入射到光纤芯子中的光与光轴线的夹角小于必定值时,光芒在界面上发生全反射。此时,光在光纤芯子中沿着锯齿状路径曲折前行,然则不会出包层。

  光纤具备束缚和传输从红外到可见区域内光的功效,也具备传感功效。光纤能将光的明暗、光点的明灭的变化等旌旗灯号从一端传送到另一端。

  光纤资料有以下三种:

  (1)高纯度石英玻璃光纤。这种资料消耗低,在波长时,最低达0。47db/km。用锗硅资料作芯子,硼硅资料作包层的多模光纤,消耗最低为0.5db/km和类似的消耗-波谱曲线。采纳三元化合资料,可能获得最好的消耗-波谱曲线。

  (2)多组分玻璃光纤。通常用更常规的玻璃制成,消耗也很低,如Sodium-borosilica-te玻璃光纤在λ=0.84微米最低消耗为3.4db/km。

  (3)塑料光纤。它与石英光纤相比具备重量轻,成本低,柔软性好,加工方便等特点,但消耗在r=0.63微米到100-200db/km。

  光纤道理:

  光纤实际是指由通明资料做成的纤芯和在它周围采纳比纤芯的折射率稍低的资料做成的包层,并将射入纤芯的光旌旗灯号,经包层界面反射,使光旌旗灯号在纤芯中流传进步的媒体。一样平常是由纤芯、包层和涂敷层组成的多层介质布局的对称圆柱体。

  光纤有两项紧张特征:即消耗和色散。

  光纤每单位长度的消耗或许衰减(dB/km),关系到光纤通信系统传输距离的是非和中继站距离的距离的抉择。

  光纤的色散反合时延畸变或脉冲展宽,对付数字旌旗灯号传输尤其紧张。每单位长度的脉冲展宽(ns/km),影响到必定传输距离和信息传输容量。

  光纤的布局:

  纤芯资料的主体是二氧化硅,里面掺极微量的其他资料,例如二氧化锗、五氧化二磷等。搀杂的感化是进步资料的光折射率。纤芯直径约5~~75μm。

  光纤表面有包层,包层有一层、二层(内包层、外包层)或多层(称为多层布局),然则总直径在100~200μm上下。包层的资料一样平常用纯二氧化硅,也有掺极微量的三氧化二硼,最新的办法是掺微量的氟,就是在纯二氧化硅里掺极少量的四氟化硅。搀杂的感化是低落资料的光折射率。 这样,光纤纤芯的折射率略高于包层的折射率。两者席位的差别,保证光紧张限制在纤芯里进行传输。

  包层表面还要涂一种涂料,可用硅铜或丙烯酸盐。涂料的感化是掩护光纤不受外来的损害,增加光纤的机械强度。

  光纤的最外层是套层,它是一种塑料管,也是起掩护感化的,分歧色彩的塑料管还可以用来差别各条光纤。

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