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2015-3-21 21:44| 来源:电工学习网| 查看: 3850| 评论: 0

摘要: 虽然光纤的基本结构形式如图1所示,但是按照折射率分布、传输模式多少、材料成分等的不同,光纤可分为很多种类,下面将有代表性的几种,简单介绍如下。1. 按照光纤横截面折射率分布不同来划分 一般可以分为阶跃型光 ...
   虽然光纤的基本结构形式如图1所示,但是按照折射率分布、传输模式多少、材料成分等的不同,光纤可分为很多种类,下面将有代表性的几种,简单介绍如下。
    1. 按照光纤横截面折射率分布不同来划分
    一般可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤两种
    (1) 阶跃型光纤
    如果纤芯折射率n1沿半径方向保持一定,包层折射率n2沿半径方向也保持一定,而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤称为阶跃型光纤,又称为均匀光纤。它的结构如图2-(a)所示。
    (2) 渐变型光纤
    如果纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小,而包层中折射率n2是均匀的,这种光纤称为渐变型光纤,又称为非均匀光纤。它的结构如图2(b)所示。
图2光纤的剖面折射率分布
    2. 按照传输模式的多少来划分
    所谓模式,实质上是电磁场的一种场型结构分布形式。模式不同,其场型结构不同。根据光纤中传输模式的数量,可分为单模光纤和多模光纤.
    (1) 单模光纤?
    光纤中只传输一种模式时,叫做单模光纤。单模光纤的纤芯直径较小,约为4~10μm。通常,纤芯中折射率的分布认为是均匀分布的。由于单模光纤只传输基膜,从而完全避开了模式色散,使传输带宽大大加宽。因此,它适用于大容量、长距离的光纤通信。单模光纤的射线轨迹如图3(a)所示。
    (2)多模光纤?
    在一定的工作波长下,多模光纤是能传输多种模式的介质波导。其纤芯可以采用阶跃折射率分布,也可以采用渐变折射率分布。它们的光波传输轨迹如图3(b),(c)所示。多模光纤的纤芯直径约为50μm。由于模色散的存在使多模光纤的带宽变窄,但其制造、耦合、连接都比单模光纤容易。
    3. 按光纤的材料来划分
    (1) 石英系光纤
    这种光纤的纤芯和包层是由高纯度的掺有适当的杂质制成。这种光纤的损耗低,强度和可靠性高,目前应用广泛。
    (2) 石英芯、塑料包层光纤
    这种光纤的纤芯是用石英制成,包层采用硅树脂。
    (3) 多成分玻璃纤维
    一般用钠玻璃掺有适当杂质制成。
    (4) 塑料光纤
    这种光纤的纤芯和包层都由塑料制成。
图3光纤中的光射线轨迹
    目前,在光纤通信中主要使用石英系光纤。因此,对于石英系的阶跃型光纤和渐变型光纤分两节来介绍,并采用射线法和波动理论法,主要分析它们的导波模式及特性。

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