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光纤

光纤就是能导光的玻璃纤维,利用光纤传递光脉冲进行通信就是光纤通信,有光脉冲表示比特1,无光脉冲表示比特0。光纤具有如下显著特点:
(1)光纤直径小,只有0.1mm左右,因而重量轻。
(2)传输损耗小,中继距离长,对远距离传输特别经济。
(3)由于可见光的频率非常高,约为108MHZ的数量级,因此同一光纤通信系统的传输带宽远远大于其他各种传输介质的带宽。
(4)不收电磁干扰、防腐和不受锈蚀。
(5)不怕高温,防爆、防火性能强。
(6)无串音干扰,保密性好。
(7)光纤的主要缺点是将两根光纤精准连接需要专用设备。(光纤熔接机热熔,冷接设备等)

多模光纤

 光纤是一种纤细的、柔软的固态玻璃物质,它由纤芯、包层、涂覆层三部分组成。

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  纤芯主要采用高纯度的二氧化硅(SiO2),并掺有少量的掺杂剂,提高纤芯的光折射率n1;包层也是高纯度的二氧化(SiO2),也掺有一些的掺杂剂,以降低包层的光折射率n2,n1>n2,发生全反射。

  涂覆层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙,增加机械强度和可弯曲性。

光纤传输原理:全反射原理


按照几何光学全反射原理,射线在纤芯和包层的交界面产生全反射,并形成把光闭锁在光纤芯内部向前传播的必要条件,即使经过弯曲的路由光线也不射出光纤之外。

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◆简析全反射原理

概念:光由玻璃介质射入空气时,同时发生反射和折射,折射角大于入射角,随着入射角的增大,反射光线越来越强,折射光线越来越弱,当折射角增大到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射.

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发生全反射条件:

① 光从光密介质进入光疏介质.

② 入射角等于或大于临界角.


 多模光纤的光源为发光二极管,发出的可见光定向性较差,光以不同的角度进入纤芯。实际上,只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某一临界角,就可产品全反射,因此,存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤里传输。光脉冲在多模光纤中传输会逐渐展宽,造成失真,因此多模光纤只适合于近距离传输。

单模光纤

如果光纤的直径减小到只有一个广东波长大小,则光纤就像一根波导那样,它可使光纤沿直线传播,而不会产生多次反射。单模光纤就是按这样的原理制成的。单模光纤的纤芯很细,直径又有几微米,制造成本较高。同事,单模光纤的光源使用定向性很好的激光二极管。因此,单模光纤的损耗较小,传输距离远。


光纤有三种链接方式。首先,可以将它们接入连接头并插入光纤插座;其次,将两根切割好的光纤的一端放在一个套管中,然后钳起来,让光纤通过结合处来调整;第三,两根光纤可以被融合在一起形成坚实的链接。由于光纤很细,连包层一起的直径也不到0.2mm,因此必须将光纤做成很结实的光缆。一根光缆少则一有一根光纤,多则可包含数十至数百根光纤,再加上加强元件和填充物就可以大大提高其机械强度,最后加上包带层和外护套,就可以使抗拉强大达到几公斤,完全可以满足工程施工的强度要求。