1. Estructura de les fibres òptiques
Anfibra òptica(OF) és una fibra dielèctrica transparent utilitzada per guiar la llum. Una fibra òptica pràctica consta de múltiples capes de mitjans transparents, generalment dividides en tres capes:
Nucli: Situat al centre de la fibra (diàmetre 5~80μm), compost de sílice d'alta -puresa, dopat amb una petita quantitat de dopants (per exemple, diòxid de germani, pentòxid de fòsfor) per augmentar el seu índex de refracció (n1). Per a les fibres de comunicació, el diàmetre del nucli és de 5~10μm (fibra monomode-) o 50~80μm (fibra multi-mode).
Revestiment: Envoltant el nucli (diàmetre ~125μm), compost de sílice d'alta -puresa amb una petita quantitat de dopants (per exemple, triòxid de bor), destinat a reduir el seu índex de refracció (n2), lleugerament inferior al nucli). El revestiment pot ser d'una-capa o de múltiples-capa.
Revestiment: La capa més externa (fata d'acrilat, cautxú de silicona o niló), que compleix una funció protectora. Inclou un recobriment primari i un recobriment secundari (jaqueta). Després del recobriment, el diàmetre exterior de la fibra és d'aproximadament 1,5 cm.
2. Classificació de les fibres òptiques
Hi ha 4 mètodes principals de classificació per a fibres òptiques; també es poden classificar per composició (per exemple, fibres de sílice, fibres que contenen fluor-, fibres de plàstic, etc.).
(1) Classificació segons el perfil de l'índex de refracció de la secció transversal de la fibra-
Dividit enFibra d'índex de pas (SIF)iFibra d'índex graduat (GIF).
Fibra d'índex de pas: Els índexs de refracció del nucli i el revestiment són uniformes (indicats \\(n_1\\) i \\(n_2\\) respectivament), amb un canvi de pas a la interfície entre el nucli i el revestiment. El perfil de l'índex de refracció s'expressa com:
Aquesta va ser una estructura de fibres primerenca, substituïda gradualment per fibres índex graduades en fibres multi-mode, però ha recuperat l'atenció com a estructura principal en fibres en mode únic-.
Fibra índex graduada: L'índex de refracció a l'eix del nucli (n1) és el més gran, disminuint gradualment al llarg de la direcció radial (seguint una llei parabòlica), i baixa fins a l'índex de refracció del revestiment (n2) a la interfície del revestiment del nucli-; l'índex de refracció del revestiment és uniforme (n2)
El perfil de l'índex de refracció s'expressa com:
On: g és l'exponent del perfil de l'índex de refracció; (a1) és el radi del nucli; (Delta) és la diferència relativa de l'índex de refracció
Característica: redueix la dispersió modal en fibres multi-mode i augmenta la capacitat de transmissió.
(2) Classificació per nombre de modes de propagació
Dividit enFibra multi-mode (MMF)iFibra monomode (SMF).
Fibra multi-mode: Per a una determinada longitud d'ona de funcionament, existeixen múltiples modes de transmissió a la fibra. El perfil d'índex de refracció de la-secció transversal pot ser uniforme (mode -índex multi-pas) o no-uniforme (mode-índex multi{-graduat). Característiques: característiques de transmissió pobres, amplada de banda estreta, capacitat de transmissió petita.
Fibra monomode: per a una determinada longitud d'ona de funcionament, només existeix un mode de transmissió (el mode fonamental) a la fibra, sense cap diferència de retard intermodal. Característiques: Ample de banda molt més gran que el de les fibres multi-mode, adequat per a la transmissió d'alta-velocitat.
(3) Classificació per longitud d'ona operativa
Dividit enFibres{0}}de longitud d'ona curtaiFibres de-longitud d'ona llarga.
Fibres{0}}de longitud d'ona curta: Longitud d'ona 0,6 ~ 0,9 μm (valor típic 0,85 μm), un producte primerenc, poc utilitzat ara.
Fibres de-longitud d'ona llarga: Longitud d'ona 1,0~2,0μm (valors típics 1,31μm, 1,55μm). En aquesta banda, les fibres de sílice tenen una baixa atenuació i una petita dispersió del material. Característiques: baixa atenuació, amplada de banda àmplia, adequada per a comunicacions de llarga-distància i gran-capacitat.
(4) Classificació per tipus de jaqueta
Dividit enFibres-amortitzades ajustadesiFibres-de tub soltes.
Fibres-amortitzades ajustades: Els recobriments secundaris i terciaris estan estretament units al recobriment primari, al nucli i al revestiment. Desavantatge: les característiques de la temperatura es degraden després de l'encamisat (el material de la camisa té un coeficient d'expansió elevat; la contracció a baixa -temperatura provoca la microflexió de la fibra, augmentant l'atenuació).
Fibres-de tub soltes: La fibra pre-recoberta es col·loca sense problemes en un tub de plàstic, sense cap recobriment secundari o terciari. Avantatges: procés de fabricació senzill; millors característiques d'atenuació-temperatura i propietats mecàniques que les fibres tampó-estanques, cada cop més utilitzades.