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光纤的结构

时间:2020-06-17 09:39 作者:admin 分享到:
光纤通信中所使用的光纤是截面很小的可绕透明长丝,它在长距离内具有束缚和传输光的作用。
            光纤是圆截面介质波导。图9.3是光纤的横截面结构图。光纤由纤芯、包层和涂覆层构成。纤芯由高度透明的材料构成;包层的折射率略小于纤芯,从而可以形成光波导效应,使大部分的光被束缚在纤芯中传输;涂覆层的作用是增强光纤的柔韧性。此外为了进一步保护光纤.提高光纤的机械强度,一般在带有涂覆层的光纤外面在套一层热塑性材料,成为套塑层(或二次涂覆层)。在涂覆层和套塑层之间还需填充一些缓冲材料,成为缓冲层(或称垫层)
目前使用的光纤大多为石英光纤。它以纯净的二氧化硅材料为主,为了改变折射率,中间掺以合适的杂质。掺错和磷使折射率增加,掺硼和氟使折射率降低。

光纤依据不同的原则可有不同的分类方法。
1. 按光纤横截面的折射率分布分类
            根据光纤横截面折射率分布的不同,常用光纤可以分成阶跃折射率分布光纤(简称阶跃光纤)和渐变折射率分布光纤(简称渐变光纤)两种类型,其折射率分布如图9.4所示。图(a)是光纤的横截面图,其纤芯直径为2a,包层直径为2b.
(1) 阶跃光纤
            图(b)为阶跃光纤横截面的折射率分布,纤芯折射率为ni,包层折射率为”八纤芯和包层的折射率都是均匀分布,折射率在纤芯和包层的界面上发生突变。
(2) 渐变光纤
            图(c)为渐变光纤横截面的折射率分布,包层的折射率为"Z,是均匀的,而在纤芯中折射率则随着纤芯的半径的加大而减小,是非均匀的、且连续变化。
            此外,还有三角型折射率光纤,其纤芯折射率分布曲线为三角形;双包层光纤、四包层光纤等,如图9.5所示。
两种光纤的折射率分布
单模光纤的折射率分布形式

 
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