光纖的原理、結(jié)構(gòu)及應用

目錄/提綱：……
一、光纖原理
（一）、光纖其實利用的是玻璃纖維的全反射原理
（二）、光纖兩項主要特性
二、光纖的結(jié)構(gòu)
（一）、光纖的結(jié)構(gòu)：
（二）光纖的折射率：
三、光纖的分類
（一）按制作材料分：
（二）按傳輸模分：
（三）按用途分：
（四）按制作方法分：
四、光纖技術(shù)的應用
（一）光纖液位傳感器
（二）接入網(wǎng)技術(shù)
……

　　摘要：人類社會現(xiàn)在已發(fā)展到了信息社會，_、 圖象和數(shù)據(jù)等信息的交流量非常大。以前的通訊手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的要求，而光纖通訊以其信息容量大、b_m性好、 重量輕體積小、無中繼段距離長等優(yōu)點得到廣泛應用。其應用領(lǐng)域遍及通訊、交通、工業(yè)、醫(yī)療、教育、航空航天和計算機等行業(yè)，并正在向更廣更深的層次發(fā)展。光及光纖的應用正給人類的生活帶來深刻的影響與變革。下面將對光纖的原理、結(jié)構(gòu)及應用做簡要介紹。
　　關(guān)鍵字：光纖 原理 結(jié)構(gòu) 應用
　　正文：
　　光纖的原理、結(jié)構(gòu)及應用
　　人類社會現(xiàn)在已發(fā)展到了信息社會，_、 圖象和數(shù)據(jù)等信息的交流量非常大。以前的通訊手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的要求，而光纖通訊以其信息容量大、b_m性好、 重量輕體積小、無中繼段距離長等優(yōu)點得到廣泛應用。其應用領(lǐng)域遍及通訊、交通、工業(yè)、醫(yī)療、教育、航空航天和計算機等行業(yè)，并正在向更廣更深的層次發(fā)展。光及光纖的應用正給人類的生活帶來深刻的影響與變革。下面將對光纖的原理、結(jié)構(gòu)及應用做簡要介紹
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化鍺、五氧化二磷等。摻雜的作用是提高材料的光折射率。纖芯直徑約5~~75μm。
　　纖 芯
　　包 層
　　涂敷層
　　護 套
　　圖一
　　光纖外面有包層，包層有一層、二層（內(nèi)包層、外包層）或多層（稱為多層結(jié)構(gòu)），但是總直徑在100~200μm上下。包層的材料一般用純二氧化硅，也有摻極微量的
　　三氧化二硼，最新的方法是摻微量的氟，就是在純二氧化硅里摻極少量的四氟化硅。摻雜的作用是降低材料的光折射率。
　　這樣，光纖纖芯的折射率略高于包層的折射率。兩者席位的區(qū)別，保證光主要限制在纖芯里進行傳輸。
　　包層外面還要涂一種涂料，可用硅銅或丙烯酸鹽。涂料的作用是保護光纖不受外來的損害，增加光纖的機械強度。
　　光纖的最外層是套層，它是一種塑料管，也是起保護作用的，不同顏色的塑料管還可以用來區(qū)別各條光纖。
　　（二）光纖的折射率：
　　光纖的結(jié)構(gòu)一般用折射率沿光纖徑向的分布函數(shù)來表征，這種分布函數(shù)成為光纖的折射率刨面。在圓柱坐標系（l、φ、z）中n（l）來表示。
　　在理論分析中，折射率剖面n(r)就是光纖的數(shù)學模型：對于單包層光纖，纖芯直徑為d，設(shè)纖芯軸心處的折射率n(0)=n1，包層折射率為n2,為了簡略地表示的剖面特征，引入纖芯包層相對折射率差作為剖面參數(shù)δ，其中定義為
　　n1 2 ─ n22 n1 ─ n2
　　δ = ────── ≈ ─────
　　2 n1 2 n1
　　射線理論認為，光在光纖中傳播主要是依據(jù)全反射原理。因此，典型的階越光纖是由折射率（n1）稍高的纖芯和折射率（n2）稍低的包層構(gòu)成。纖芯和包層 之間有良好的光學界面。若光線以某一角度進入光線端面時，入射光線與光線軸線之間的夾角θ0稱為光線端面入射角；光線進入光纖后又射到纖芯和包層之間的界面上，形成包層界面入射角φ，如圖二所示。
　　圖2中，光線１垂直光線端面射入，
　　并與光纖軸心線重合時，光線１沿軸心線向前傳播。
　　由于ｎ1〉ｎ2，所以包層界面有一個全反射的臨界角φc，與其相對應的光線端面有一個臨界入射角φa。如果端面入射角θ0≤θa，如圖（ａ）中的光線２進入光纖后，當射到光纖的內(nèi)包層界面時，入射角φ≥φc，滿足全反射條件，光線
　　圖二
　�。矊⒃诶w芯和包層的界面上不斷的產(chǎn)生全反射而向前傳播。一般，這種光線在光纖內(nèi)需經(jīng)過幾千、幾萬、甚至更多次的全反射，（全反射次數(shù)與光纖長度、直徑有關(guān)），才能從光纖的一段傳到另一端。
　　光線１、２的特點是光在光纖中傳播路徑始終在同一平面內(nèi)，這種光線稱為受到光線；在纖維光學中又稱為子午光線。子無光的是平面曲線，包含子午光線的面稱為子無面。
　　另一種光線不在一個平面內(nèi)，不經(jīng)過光的軸心線。當入射光纖后碰到邊界時，作內(nèi)部全反射，如圖（ｂ）中光線３所示。這類光線運動范圍是在邊界和有虛線所示的焦散面之間。光線在斷面上的投影為折線。光線３稱為斜光線，它是一空間曲線，除子午線和斜光線外，還有一種不受到光線，它不能在光纖中傳播，射線理論無法解釋這種光線。
　　三、光纖的分類
　　光纖正處在新產(chǎn)品的不斷涌現(xiàn)的發(fā)展時期，種類不斷增多，而且千變?nèi)f化。近年來
　　用于傳感器的特殊光纖發(fā)展尤迅速。目前一般分類方法如下：
　　（一）按制作材料分：
　　1、玻璃光纖
　　這種材料損耗低，在波長時，最低達0。47db/km。用鍺硅材料作芯子，硼硅材料作包層的多模光纖，損耗最低為0.5db/km和類似的損耗-波譜曲線。采用三元化合材料，可能獲得最好的損耗-波譜曲線。
　　2、分玻璃光纖
　　通常用更常規(guī)的玻璃 ……（未完，全文共3844字，當前僅顯示1941字，請閱讀下面提示信息。收藏《光纖的原理、結(jié)構(gòu)及應用》）