光纖檢視原始碼討論檢視歷史

光纖

原圖鏈接來自創想圖庫

中文名稱：光纖 外文名稱：optical fiber 其他名稱：光導纖維 應用學科：電力；輸電線路

微細的光纖( optical fiber )，封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至於斷裂。通常，光纖的一端的發射裝置使用發光二極管（light emitting diode,LED）或一束激光將光脈衝傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈衝。

在日常生活中，由於光在光導纖維的傳導損耗比電在電線傳導的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。

通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆。多數光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆，包覆後的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護層和絕緣層可防止周圍環境對光纖的傷害，如水、火、電擊等。光纜分為：光纖，緩衝層及披覆。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。

在多模光纖中，芯的直徑是50μm和62.5μm兩種， 大致與人的頭髮的粗細相當。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm。芯外面包圍着一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光線保持在芯內。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護封套。光纖通常被紮成束，外面有外殼保護。 纖芯通常是由石英玻璃製成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質地脆，易斷裂，因此需要外加一保護層。

原理

光及其特性

1.光是一種電磁波

可見光部分波長範圍是：390~760nm(納米)。大於760nm部分是紅外光，小於390nm部分是紫外光。光纖中應用的是：850nm，1310nm，1550nm三種。

2.光的折射，反射和全反射。

因光在不同物質中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質射向另一種物質時，在兩種物質的交界面處會產生折射和反射。而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質對相同波長光的折射角度是不同的（即不同的物質有不同的光折射率），相同的物質對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基於以上原理而形成的。

1.光纖結構：

光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹脂塗層。

2.光纖數值孔徑：

入射到光纖端面的光並不能全部被光纖所傳輸，只是在某個角度範圍內的入射光才可以。這個角度就稱為光纖的數值孔徑。光纖的數值孔徑大些對於光纖的對接是有利的。不同廠家生產的光纖的數值孔徑不同（AT&T CORNING）。

3.光纖的種類：

原圖鏈接來自電纜網

光纖的種類很多，根據用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對於有線電視和通信用的光纖，其設計和製造的原則基本相同，諸如：①損耗小；②有一定帶寬且色散小；③接線容易；④易於成統；⑤可靠性高；⑥製造比較簡單；⑦價廉等。光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和製造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。

（1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

（2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

（3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。

（4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、複合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

（5）製造方法：預塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學汽相沉積（CVD）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。

光纖分類

根據不同光纖的分類標準的分類方法，同一根光纖將會有不同的名稱。

按光纖的材料分類

按照光纖的材料，可以將光纖的種類分為石英光纖和全塑光纖。

石英光纖一般是指由摻雜石英芯和摻雜石英包層組成的光纖。這種光纖有很低的損耗和中等程度的色散。目前通信用光纖絕大多數是石英光纖。

全塑光纖是一種通信用新型光纖，尚在研製、試用階段。全塑光纖具有損耗大、纖芯粗(直徑100～600μm)、數值孔徑(NA)大(一般為0.3～0.5，可與光斑較大的光源耦合使用)及製造成本較低等特點。目前，全塑光纖適合於較短長度的應用，如室內計算機聯網和船舶內的通信等。

按光纖剖面折射率分布分類

按照光纖剖面折射率分布的不同，可以將光纖的種類分為階躍型光纖和漸變型光纖。

按傳輸模式分類

按照光纖傳輸的模式數量，可以將光纖的種類分為多模光纖和單模光纖。

單模光纖是只能傳輸一種模式的光纖。單模光纖只能傳輸基模(最低階模)，不存在模間時延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，這對於高碼速傳輸是非常重要的。單模光纖的模場直徑僅幾微米(μm)，其帶寬一般比漸變型多模光纖的帶寬高一兩個數量級。因此，它適用於大容量、長距離通信。

按照國際標準規定分類(按照ITU-T 建議分類)

為了使光纖具有統一的國際標準，國際電信聯盟(ITU-T)制定了統一的光纖標準(G 標準)。按照ITU-T 關於光纖的建議，可以將光纖的種類分為：

G.651 光纖(50/125μm 多模漸變型折射率光纖)

G.652 光纖(非色散位移光纖)

G.653 光纖(色散位移光纖DSF)

G.654 光纖(截止波長位移光纖)

G.655 光纖(非零色散位移光纖)。

為了適應新技術的發展需要，目前G.652 類光纖已進一步分為了G.652A、G.652B、G.652C 三個子類，G.655 類光纖也進一步分為了G.655A、G.655B 兩個子類。

按照IEC 標準分類，IEC 標準將光纖的種類分為

A 類多模光纖：

A1a 多模光纖(50/125μm 型多模光纖)

A1b 多模光纖(62.5/125μm 型多模光纖)

A1d 多模光纖(100/140μm 型多模光纖)

B 類單模光纖：

B1.1 對應於G652 光纖，增加了B1.3 光纖以對應於G652C 光纖

B1.2 對應於G654 光纖

B2 光纖對應於G.653 光纖

B4 光纖對應於G.655 光纖

視頻

光纖傳感器虛擬實驗演示

直埋光纜線路工程地下管線防護