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光纤的分类 多模光纤和单模光纤的区别

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 光导纤维,简作光纤,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。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。包含光纤的线缆称为光缆。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。随着光纤的价格日渐降低,光纤也被用于医疗和娱乐的用途。

 

 

多模光纤 单模光纤

 

  光纤的结构和分类

 

  光纤主要分为两类,一是渐变光纤,一是跃阶光纤。前者的折射率是渐变的,而后者的折射率是突变的。 另外还分为单模光纤及多模光纤。 近年来,又有新的光子晶体光纤问世。 光导纤维是双重构造,核心部分是高折射率玻璃,表层部分是低折射率的玻璃或塑料,光在核心部分传播,并在表层交界处不断进行全反射,沿“之”字形向前传播。这种纤维比头发丝还细,这样细的纤维要有折射率截然不同的双重结构分布,是一个非常惊人的技术。各国科学家经过多年努力,创造了“内附着法”、“MCVD法”、“VAD法”等,制成了超高纯石英玻璃,特制成的光导纤维传播光的效率有了非常明显的提高。现在较好的光导纤维,其光传播损耗每公里只有零点二分贝;也就是说传播一公里后只损耗4.5%。 光纤的镭射虽不具杀伤力,但直视仍有危险。

 

  光纤的应用

 

  目前用于通信中的光纤主要是玻璃纤维,其外径约为250微米,中心通光部分直径为10~60微米。在医学上,光纤用于内视镜,在娱乐方面,常用于音响的讯号线。 光纤熔接光纤熔接技术主要是用熔纤机将光纤和光纤或光纤和尾纤连接,把光缆中的裸纤和光纤尾纤熔合在一起变成一个整体,而尾纤则有一个单独的光纤头。通过与光纤收发器连接,将光纤和双绞线连接,接到信息插座。在光纤的熔接过程中用到的主要工具有:光端盒、光纤收发器、尾纤、耦合器、专用剥线钳、光纤切割刀等。

 

  按光在光纤中的传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。

 

  多模光纤

 

  多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm,包层外直径125μm,单模光纤的纤芯直径为8.3μm,包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小,0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km1.55μm的损耗为0.20dB/km,这是光纤的最低损耗,波长1.65μm以上的损耗趋向加大。由于OHˉ的吸收作用,0.90~1.30μm1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰,这两个范围未能充分利用。80年代起,倾向于多用单模光纤,而且先用长波长1.31μm。 多模光纤 多模光纤(Multi Mode Fiber):中心玻璃芯较粗(5062.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

 

  单模光纤

 

  单模光纤(Single Mode Fiber):中心玻璃芯很细(芯径一般为910μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处,单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负,大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处,单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看,1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样,1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口,也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-TG652建议中确定的,因此这种光纤又称G652光纤。

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