1. Struktur af optiske fibre
Anoptisk fiber(OF) er en gennemsigtig dielektrisk fiber, der bruges til at lede lys. En praktisk optisk fiber består af flere lag af transparente medier, generelt opdelt i tre lag:
Kerne: Placeret i midten af fiberen (diameter 5~80μm), sammensat af høj-ren silica, doteret med en lille mængde dopingmidler (f.eks. germaniumdioxid, phosphorpentoxid) for at øge dets brydningsindeks (n1). For kommunikationsfibre er kernediameteren 5~10μm (enkelt-mode fiber) eller 50~80μm (multi-mode fiber).
Beklædning: Omgiver kernen (diameter ~125μm), sammensat af silica med høj-renhed med en lille mængde dopingmidler (f.eks. bortrioxid), beregnet til at reducere dets brydningsindeks (n2), lidt lavere end kernen. Beklædningen kan være enkelt-lag eller flerlags-.
Belægning: Det yderste lag (lavet af akrylat, silikonegummi eller nylon), tjener en beskyttende funktion. Det inkluderer en primær belægning og en sekundær belægning (jakke). Efter belægning er fiberens ydre diameter ca. 1,5 cm.
2. Klassificering af optiske fibre
Der er 4 hovedklassificeringsmetoder for optiske fibre; de kan også klassificeres efter sammensætning (f.eks. silicafibre, fluorid-holdige fibre, plastfibre osv.).
(1) Klassificering efter brydningsindeksprofil af fibertværsnittet.-
Opdelt iStep Index Fiber (SIF)ogGraded Index Fiber (GIF).
Trinindeksfiber: Brydningsindekserne for kernen og beklædningen er ensartede (betegnet henholdsvis \\(n_1\\) og \\(n_2\\)), med en trinvis ændring ved grænsefladen mellem kernen og beklædningen. Brydningsindeksprofilen udtrykkes som:
Dette var en tidlig fiberstruktur, der gradvist blev erstattet af graderede indeksfibre i multi-mode fibre, men har genvundet opmærksomhed som en mainstream struktur i single-mode fibre.
Graderet indeksfiber: Brydningsindekset ved kerneaksen (n1) er det største, gradvist aftagende langs den radiale retning (følger en parabolsk lov), og falder til beklædningens brydningsindeks (n2) ved kerne-beklædningsgrænsefladen; beklædningens brydningsindeks er ensartet(n2)
Brydningsindeksprofilen udtrykkes som:
Hvor: g er brydningsindeksprofileksponenten; (a1) er kernens radius; (Delta) er den relative brydningsindeksforskel
Funktion: Reducerer modal spredning i multi-mode fibre og øger transmissionskapaciteten.
(2) Klassificering efter antal formeringsmetoder
Opdelt iMulti-Mode Fiber (MMF)ogSingle Mode Fiber (SMF).
Multi-tilstandsfiber: For en given driftsbølgelængde eksisterer der flere transmissionstilstande i fiberen. Brydningsindeksprofilen for tværsnittet- kan være ensartet (trin-indeksmulti-tilstand) eller ikke-ensartet (graderet-indeksmulti-tilstand). Funktioner: Dårlige transmissionsegenskaber, smal båndbredde, lille transmissionskapacitet.
Single Mode Fiber: For en given driftsbølgelængde eksisterer der kun én transmissionstilstand (den fundamentale tilstand) i fiberen, uden intermodal forsinkelsesforskel. Funktioner: Båndbredden er meget større end den for multi-mode fibre, velegnet til høj-transmission.
(3) Klassificering efter driftsbølgelængde
Opdelt iKorte-bølgelængdefibreogLange-bølgelængdefibre.
Korte-bølgelængdefibre: Bølgelængde 0,6~0,9μm (typisk værdi 0,85μm), et tidligt produkt, sjældent brugt nu.
Lange-bølgelængdefibre: Bølgelængde 1,0~2,0μm (typiske værdier 1,31μm, 1,55μm). I dette bånd har silicafibre lav dæmpning og lille materialespredning. Funktioner: Lav dæmpning, bred båndbredde, velegnet til lang-kommunikation med stor-kapacitet.
(4) Klassificering efter jakketype
Opdelt iTætte-bufrede fibreogLøse-rørfibre.
Tætte-bufrede fibre: De sekundære og tertiære belægninger er tæt bundet til den primære belægning, kerne og beklædning. Ulempe: Temperaturkarakteristika nedbrydes efter kapping (kappematerialet har en høj ekspansionskoefficient; lav-temperaturkrympning forårsager mikrobøjning af fiberen, hvilket øger dæmpningen).
Løse-rørfibre: Den præ-belagte fiber er løst placeret i et plastikrør uden sekundær eller tertiær belægning.Fordele: Enkel fremstillingsproces; bedre dæmpnings-temperaturegenskaber og mekaniske egenskaber end tætte-bufrede fibre, der bliver mere og mere udbredt.
