光纤材料由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“光纤式”。
1.光纤倒像器：
光纤倒像器可以将图像反转180°，使传输的像成为倒立的像。具有分辨率高，传输清晰，体积小，重量轻等特点。目前主要用来代替微光夜视仪中的中继透镜系统，也被广泛应用于需要倒像的装置中。
2.中继透镜系统：
一种用在投影系统中的透镜系统，用于逐个像素地将从第一成像器输出的光中继到第二成像器上，所述透镜系统包括双高斯透镜组，具有小于大约0.015％的失真，并且将特定像素的光能量的至少大约90％投影在大约15.4平方微米内。
3.光锥：
一种由光锥外壳(1)和光锥锥体(2)两部分构成的光锥，其特征是该光锥的光锥锥体(2)由一端粗、另一端细的光纤丝压缩而成。
4.光纤板：
光学纤维面板具有传光效率高，级间耦合损失小，传像清晰、真实，在光学上具有零厚度等特点。最典型的应用是作为微光像增强器的光学输入、输出窗口，对提高成像器件的品质起着重要作用。广泛的应用于各种阴极射线管、摄像管、CCD耦合及其他需要传送图像的仪器和设备中。
光纤的参数，光纤的特性较多，这里从工程角度介绍一些单模光纤的相关性能。
1.几何特性
光纤的几何特性与施工有紧密的联系。光纤的几何特性包括包层直径、包层不圆度、芯直径、芯不圆度和芯/包同芯度误差，其中，单模光纤用模场直径代替几何意义上的芯直径，为了减小单模光纤的接续损耗，需对光纤的模场直径的容差和芯/包同心度误差大小进行严格控制。最新的标准中要求，模场直径的容差应控制在±0.7μm 内，芯/包同芯度误差应不大于 0.8μm。
a.模场直径
单模光纤只传输基模(LP01 模)，其场强随空间的分布称为模场。单模光纤的基模不仅分布于纤芯中，而且有相当部分的能量在包层中传输，由于光的衍射效应，要测出纤芯直径的准确值是很困难的。因而单模光纤纤芯直径的概念在物理上已失去了意义，而应改用模场直径的概念。模场直径是表示基模场强空间场强分布集中程度的度量。
模场直径越小，可以减小 1550nm 波长区的宏弯损耗和微弯损耗，但可能会导致光纤连接损耗增加，同时随着纤芯直径的变小，纤芯中的光功率密度越来越大，非线性效应发生的显著性也逐渐增大，因此，对模场直径规范要综合考虑。
b.芯/包同心度误差
芯/包同心度误差指光纤芯层中心和包层中心之间的距离。该参数对光纤的接头损耗有很大的影响，光纤连接损耗大致与模场同心度误差的平方成正比。目前ITU-T 建议 G.652 规定 1310nm 处的模场同心度误差不得大于 0.8µm，而目前实际商用光纤这个指标小于 0.5µm。
多模光纤的特性参数
① 衰耗系数a
衰耗系数是多模光纤最重要的特性参数之一（另一个是带宽系数）。因为在很大程度上决定了多模光纤通信的中继距离。
其中最主要的是杂质吸收所引起的衰耗。在光纤材料中的杂质如氢氧根离子、过渡金属离子（铜、铁、铬等）对光的吸收能力极强，它们是产生光纤衰耗的主要因素。因此要想获得低衰耗光纤，必须对制造光纤用的原材料二氧化硅等进行十分严格的化学提纯，使其杂质的含量降到几个PPb 以下。
② 光纤的色散与带宽
色散当一个光脉冲从光纤输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真。这说明光纤对光脉冲有展宽作用，即光纤存在着色散（色散是沿用了光学中的名词）。光纤的色散是引起光纤带宽变窄的主要原因，而光纤带宽变窄则会限制光纤的传输容量。
光纤的色散可以分为三部分即模式色散、材料色散与波导色散。
模式色散Δτm因为光在多模光纤中传输时会存在着许多种传播模式，而每种传播模式具有不同的传播速度与相位，因此虽然在输入端同时输入光脉冲信号，但到达到接收端的时间却不同，于是产生了脉冲展宽现象。
对多模光纤而言，由于其模式色散比较严重，而且其数值也较大，所以其材料色散不占主导地位。但对单模光纤而言，由于其模式色散为零，所以其材料色散占主要地位。
波导色散Δτw所谓波导色散是指由光纤的波导结构所引起的色散。对多模光纤而言，其波导色散的影响甚小。
需要注意的是，由于光信号是以光功率来度量的，所以其带宽又称为3dB光带宽。即光功率信号衰减3dB 时意味着输出光功率信号减少一半。而一般的电缆之带宽称为6dB电带宽，因为输出电信号是以电压或电流来度量的。引起光纤带宽变窄的主要原因是光纤的色散。对于多模光纤而言，因为其模式色散占统治地位（材料色散与波导色散的大小可以忽略不计），所以其带宽又称模式色散带宽，或称模时变带宽。对单模光纤而言，由于其模式色散为零，所以材料色散与波导色散占主要地位。注意，单模光纤没有带宽系数的概念，仅有色散系数的概念。
根均方带宽σf带宽系数Bc 是在频域范围内描述光纤传输特性的重要参数，实际上它演用了模拟通信的概念，在数字光纤通信中的实际意义并不大。在时域范围内，人们经常使用根均方带宽σf来描述光纤的传输特性。
一方面在实际工作中人们在时域内进行测量比在频域内测量更加方便可行；另一方面光纤的根均方带宽σf 与数字光纤通信理论有着更密切的关系，因为它能直接和其传输的光脉冲的根均方脉宽发生联系。而根均方脉宽不仅能确切地描述光脉冲的特性，而且与光纤通信系统的传输中继距离密切相关，所以在光纤通信的理论中经常用到它。
在时域范围内，光纤的冲击响应是一个高斯波形，如图2.12 所示。光纤的根均方带宽的物理含义是：对应于光纤高斯形冲击响应最大函数值的0.61 倍时，自变量时间t 的数值。它与光纤模畸变带宽的关系为
③ 数值孔径NA
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同。
在光学中，数值孔径是表示光学透镜性能的参数之一。用放大镜把太阳光汇聚起来，能点燃纸张就是一个典型例子。若平行光线照射在透镜上，并经过透镜聚焦于焦点处时，假设从焦点到透镜边缘的仰角为θ，则取其正弦值，称之为该透镜的数值孔径，光纤的数值孔径大小与纤芯折射率，及纤芯－包层相对折射率差有关。从物理上看，光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力。NA越大，则光纤接收光的能力也越强。从增加进入光纤的光功率的观点来看，NA越大越好，因为光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。但是NA太大时，光纤的模畸变加大，会影响光纤的带宽。因此，在光纤通信系统中，对光纤的数值孔径有一定的要求。通常为了最有效地把光射入到光纤中去，应采用其数值孔径与光纤数值孔径相同的透镜进行集光。
数值孔径是多模光纤的重要参数，它表征光纤端面接收光的能力，其取值的大小要兼顾光纤接收光的能力和对模式色散的影响。CCITT 建议多模光纤的数值孔径取值范围为0.18～0.23，其对应的光纤端面接收角θc=10°～13°。
此外，（2.3）式的数值孔径表达式是在阶跃光纤的条件下推导出来的，即认为纤芯区域的折射率是均匀的。但多模光纤目前大多为渐变光纤，其纤芯区域中的折射率是渐变的。所以对应于（2.3）式的数值孔径叫做最大理论数值孔径NAt，而在实际中却最常使用强度有效数值孔径NAe，它们两者的关系为NAt=1.05NAe（2.15）
④ 归一化频率V
归一化频率是光纤的最重要的结构参数，它能表征光纤中传播模式的数量。
单模光纤的特性参数
① 衰耗系数a
其规定与物理含义与多模光纤完全相同，在此不多叙述。
② 色散系数D(λ)
我们已经知道，光纤的色散可以分为三大部分即模式色散、材料色散与波导色散。而对于单模光纤而言，由于实现了单模传输所以不存在模式色散的问题，故其色散主要表现为材料色散与波导色散（统称模内色散）。
综合考虑单模光纤的材料色散与波导色散，统称色散系数。色散系数可以这样理解：每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉冲展宽值。因此，L公里光纤由色散引起的脉冲展宽值为： σ=δλ·D（λ）·L（2.17）
其中：δλ为光源谱宽σ为根均方展宽值色散系数越小越好。光纤的色散系数越小，就意味着其带宽系数越大即传输容量越大。例如CCITT 建议在波长1.31 微米处单模光纤的色散系数应小于3.5ps/km.nm。经过计算，其带宽系数在25000MHz·km 以上，是多模光纤的60多倍（多模光纤的带宽系数一般在1000MHz·km 以下）。
③ 模场直径d
模场直径表征单模光纤集中光能量的程度。
由于单模光纤中只有基模在进行传输，因此粗略地讲，模场直径就是在单模光纤的接收端面上基模光斑的直径（实际上基模光斑并没有明显的边界）。可以极其粗略地认为（很不严格的说法），模场直径d 和单模光纤的纤芯直径相近。
④ 截止波长λc
我们知道，当光纤的归一化频率V小于其归一化截止频率Vc时，才能实现单模传输，即在光纤中仅有基模在传输，其余的高次模全部截止。也就是说，除了光纤的参量如纤芯半径，数值孔径必须满足一定条件外，要实现单模传输还必须使光波波长大于某个数值，即λ≥λc，这个数值就叫做单模光纤的截止波长。
因此，截止波长λc的含义是，能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长。也就是说，尽管其它条件皆满足，但如果光波波长不大于单模光纤的截止波长，仍不可能实现单模传输。
5、回损---Return Lo
反射损耗又称为回波损耗，它是指出光端，后向反射光相对输入光的比率的分贝数，回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响
以上我们简单介绍了多模光纤与单模光纤几项重要的特性参数，尽管光纤的特性参数很多，但作为一个系统工作者能了解上述特性参数就已经足够了。
1、光纤类型
二氧化硅B1.1单模光纤。
2、工作波长
满足13l0nm和1550nm传输窗口的型能指标
3、截止波长
2m涂覆光纤上测试的λc值为
1100cm~1280nm,22m成缆光纤上测试的λcc值
≤1270nm。
4、几何性质
模场直径：标称值(9.3 μm)±10%。
包层直径：标称值125μm±2μm。
涂层直径：标称值245±10μm。
场模不圆度：≤6%。
包层不圆度：
模场/包层同心度偏差:≤1.0μm。
包层/涂层同心度误差: ≤12.5μm。
5、涂覆层
光纤涂敷层与光纤表面紧密接触不退色、不迁染。
涂覆层须易剥离，以便光纤接续。
6、筛选水平和疲劳系数
光纤须通过全长度张力测试，其筛选水平须相当
于在应力至少0.42GPa(相当于应变约0.6%)下持续一
秒时间。光纤的疲劳系数≥20。
7、色散特性
(1)零色散波长范围为1300~1324nm(2)最大零色散点斜率不大于0.093ps/(n㎡.km)。
(3)1288～1339nm范围内色散系数不大于
3.5ps/n㎡.km
(4)1271—1360mm范围内色散系数不大于
5.3ps/n㎡.km
(5)1550nm波长的色散系数不大于18ps/n㎡.km(6)1480—1580nm范围内色散系数不大于20ps/n
㎡.km8、衰减特性
(1)在13l0nm波长上的最大衰减系数为：
0.36dB/km。在1285~1330nm波长范围内，任一波长
上光纤的衰减系数与13l0nm波长上的衰减系数相比，其差值不超过0.03dB/km。在1550nm波长上的最大衰
减系数为：0.21dB/km。在1480～1580nm波长围为，任一波长上光纤的衰减系数与1550nm波长上的衰数
相比，其差值不超过0.05dB/km。
(2)光纤衰减曲线应有良好的线性并且无明显台
阶。用OTDR检测任意一根光纤时，在13l0nm和1550nm
处500m光纤的衰减值不大于(amean±0.10dB)/2，amean是光纤的平均衰减系数。
9、宏弯损耗
以半径37.5mm送绕100圈，在1550波长上测得的弯曲附加损耗≤0.5dB10、衰减不均匀性
光纤衰减不均匀性：≤0.05dB
光纤是一种传输介质，是依照光的全反射的原理制造的。光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介，是一条以玻璃或塑胶纤维作为让讯息通过的传输媒介。通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害，如水，火，电击等。光缆分为：光纤、缓冲层及披覆。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15mm~50mm，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8mm~10mm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。
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