塑料光纤技术

塑料光纤技术 光纤模式有几种?

光纤方式有几种?

光纤模式有几种?

(一)依照生产制造光纤所用的原材料分:石英石系光纤、多组分夹层玻璃光纤、塑胶绝缘层石英石芯光纤、全塑胶光纤和氯化物光纤。

塑胶光纤要用相对高度透明色聚乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃板)制作而成的。它的特点是生产制造成本低廉,相对而言芯径比较大,与光线的藕合高效率,藕合进光纤的光功率大,方便使用。但由于耗损比较大,网络带宽比较小,这类光纤只适用于短路线低速度通讯,如短路线计算机网络链接、船只内通讯等。现阶段通讯中广泛应用了石英石系光纤。

(二)按光在光纤里的传输方式分:单模光纤和多模光纤。

多模光纤的纤芯孔径为50~62.5μm,绝缘层外直径125μm,单模光纤的纤芯孔径为8.3μm,绝缘层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤耗损一般是随波长延长而降低,0.85μm的耗损为2.5dB/km,1.31μm的耗损为0.35dB/km,1.55μm的耗损为0.20dB/km,这也是光纤的最低耗损,波长1.65μm以上的耗损趋于增加。因为OHˉ的吸收作用,0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围之内都是有耗损高峰期,这俩范畴无法灵活运用。80时代起,侧重于常用单模光纤,并且先用长波长1.31μm。

多模光纤

多模光纤(Multi Mode Fiber):核心夹层玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种多样模式的光。但其模间色散比较大,这便限制了传输模拟信号的频率,并且随距离的提升会更加严重。比如:600MB/KM的光纤在2KM的时候仅有300MB的网络带宽了。因而,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有多少公里。

单模光纤

单模光纤(Single Mode Fiber):核心夹层玻璃芯细细的(芯径一般为9或10μm),只有传一种模式的光。因而,其模间色散不大,适用远程通讯,但还存在着原材料色散和波导色散,那样单模光纤对光线的谱宽和可靠性有较高的规定,即谱宽要窄,可靠性好些。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,尺寸也正好相同。

换句话说在1.31μm波长处,单模光纤的总色散为零。从光纤的耗损特点看来,1.31μm处正好是光纤的一个低损耗对话框。那样,1.31μm波长区就成了光纤通讯的一个很理想的工作对话框,也是现在好用光纤通讯系统的主要工作波长。1.31μm基本单模光纤的基本参数是通过国际电信联盟ITU-T在G652提议中确定的,因而这类光纤又被称为G652光纤。

(三)按最好传输工作频率对话框分:基本型单模光纤和色散偏移型单模光纤。

基本型:光纤生产制造长家将光纤传输工作频率最佳化在单一波长的光上,如1300μm。

色散偏移型:光纤生产商将光纤传输工作频率最佳化在两个波长的光上,如:1300μm和1550μm。

我们都知道单模光纤并没有方式色散因此具有很高的网络带宽,那样如果让单模光纤工作在1.55μm波长区,不就可以实现带宽测试、低损耗传输了没有?但是实际上并不是那么简单。基本单模光纤在1.31μm处色散比在1.55μm处色散小得多。这类光纤如工作在1.55μm波长区,尽管耗损比较低,但由于色散比较大,仍会给快速光通信系统造成严重危害。因而,这类光纤依然并不是理想的传输媒体。

为了使光纤较好地工作在1.55μm处,大家设计出一种新的光纤,称为色散偏移光纤(DSF)。这类光纤可以对色散进行补偿,使光纤的零色散点从1.31μm处挪到1.55μm周边。这类光纤又称为1.55μm零色散单模光纤,编号为G653。

G653光纤是单无线信道、快速传输的极好的传输媒体。现在这种光纤已用以通讯干线网,尤其是用以海缆通信类的快速率、长无线中继距离的光纤通讯系统中。

色散偏移光纤尽管用以单无线信道、快速传输是最理想的传输媒体,但当它用以波分复用多无线信道传输时,又会由于光纤的非线性效应而对传输的信号造成影响。尤其是在色散为零的波长周边,影响尤其明显。因此,大家又研发了一种非零色散偏移光纤即G655光纤,将光纤的零色散点挪到1.55μm 工作区域以外的1.60μm之后或在1.53μm之前,但1.55μm波长区域内仍保持很低的色散。

这类非零色散偏移光纤不但适合于现今单无线信道、快速传输,并且还可以适应于未来用波分复用来扩充,是一种既达到现阶段必须,又兼具未来发展趋势的理想传输媒体。

还有一种单模光纤是色散平整型单模光纤。这类光纤在1.31μm到1.55μm全部波长里的色散都那么平整,接近于零。但是这种光纤的耗损无法减少,反映出不来色散减少产生的优点,因此目前尚未进到产品化环节。

(四)按折射率分布情况分:阶跃型和渐变色型光纤。

阶跃型:光纤的纤芯折射率高过绝缘层折射率,促使输入的光可在纤芯一包层交界层上持续造成全反射而前行。这类光纤纤芯的折射率是均匀,绝缘层的折射率略低一些。光纤核心芯到夹层玻璃绝缘层的折射率是突变的,仅有一个台阶,因此称之为阶跃型折射率多模光纤,通称阶跃光纤,又称基因突变光纤。这类光纤的传输方式许多,各种各样模式的传输途径不一样,经传输后到达终点的时间也不相同,因此造成延迟差,使光脉冲遭受展宽。

所以这种光纤的模间色散高,传输频段不宽,传输速度不能太高,用以通讯不足理想化,只适用于近途低速档通信,例如:工控设备。但单模光纤因为模间色散不大,因此单模光纤都采用突变型。这也是研究开发比较早的一种光纤,现在已慢慢被淘汰了。

渐变色型光纤:为了解决阶跃光纤存有的缺点,大家又研发、开发了渐变色折射率多模光纤,通称渐变色光纤。光纤核心芯到夹层玻璃绝缘层的折射率是慢慢缩小,可让高次模的光按正弦函数方式散播,这能减少模间色散,提升光纤网络带宽,提升传输间距,但成本较高,现今多模光纤多见渐变色型光纤。渐变色光纤的绝缘层折射率遍布与阶跃光纤一样,为均匀。渐变色光纤的纤芯折射率核心较大,沿纤芯半经方位慢慢减少。因为高次模和低次模的光线各自在不同的折射率层界面上按折射定律造成映射,进到低折射率层中去。

因而,光的行驶方位与光纤轴方向所形成的视角将逐步缩小。相同的全过程持续产生,直到光在某一折射率层造成全反射,使光转换方向,朝核心相对较高的折射率层行驶。这时候,光的行驶方位与光纤轴方向所构成的视角,在各折射率层中每映射一次,其值就扩大一次,最终做到核心折射率最大的地方。在这里之后。和以上完全相同的全过程不断重复开展,从而完成了微波的传输。看得出,光在渐变色光纤时会自觉地进行调整,进而最后到达目的地,这叫做自聚焦。

(五)按光纤的工作波长分:短波长光纤、长波长光纤和较长波长光纤。

短波长光纤就是指0.8~0.9μm的光纤;长波长光纤就是指1.0~1.7μm的光纤;而较长波长光纤乃是指2μm以上的光纤。